安全监测传感器在桥梁上的应用

　　桥梁安全监测是桥梁健康监测系统的重要组成部分，主要监测内容包括桥梁的结构响应、环境及荷载的变化等。对于桥梁健康监测系统来说，传感器是其核心部分。

　　在结构健康监测系统中，传感器是最为重要的一部分，它通过感知外界的变化并将其转换成电信号。这些电信号被传输到后端的数据处理单元，在处理单元中对所得到的电信号进行滤波、放大等处理，将电信号转化成对应的特征信号并在计算机中进行存储和显示。

　　传感器通过感知环境或荷载等因素的变化而改变自身结构状态，是桥梁健康监测系统中非常重要的组成部分。常见的传感器包括应变传感器、振动传感器等。

　　一、应变传感器

　　应变传感器主要用于监测结构的应变情况，可以测量出结构的应力、位移、挠度等信息。应变传感器一般由弹性元件和敏感元件两部分组成，弹性元件采用具有较高机械强度的金属材料制成，敏感元件采用具有一定形状和尺寸的电阻应变片。应变传感器能将弹性体在外力作用下产生的应变转换成输出电信号，具有安装方便、测量精度高、工作可靠等特点。应变传感器具有较高的精度和稳定性，已广泛应用于桥梁结构健康监测系统中。

　　二、温度传感器

　　温度传感器是桥梁健康监测系统的重要组成部分，它能将被测物体的温度值转换成相应的电信号，从而为桥梁结构监测系统提供必要的数据。

　　温度传感器通常是由测温元件(热电偶或热电阻)、转换元件(如金属或陶瓷片)、信号调理电路、绝缘保护电路等组成。桥梁健康监测系统中常用的温度传感器主要有热电偶和热电阻两种。

　　三、位移传感器

　　位移传感器是一种测量位移的装置。位移传感器主要有机械式和电子式。机械式位移传感器具有较高的精度，但可靠性较差。电子式传感器具有精度高、体积小、功耗低等优点，但其量程小，不能测量大变形或很大变形。随着科学技术的发展，出现了许多新型位移传感器，如激光位移传感器、声呐位移传感器等。

　　四、振动传感器

　　振动传感器主要用来测量桥梁的振动情况，以检测桥梁结构的工作状态和是否有损伤。桥梁中常见的振动传感器有悬臂梁式、梁式、板式及悬臂梁与板式结合体等。由于悬臂梁结构具有较大的质量，可以起到减振作用，所以在桥梁振动监测中应用较为广泛。桥梁振动监测常用的加速度传感器主要有压电式加速度传感器、压电加速度计及压阻式加速度计等。目前，常用的振动传感器有微机控制程控数字多功能位移传感器，用于桥梁结构的实时监测。

　　五、频率传感器

　　桥梁安全监测的频率传感器主要是用于桥梁结构的频率检测，也就是常说的激振频率检测。目前，桥梁安全监测中常用的频率传感器主要有振弦式和激光多普勒两种，这两种传感器都属于高精度测量设备。

　　在桥梁健康监测中，采用振弦式频率传感器可实现结构的全桥自振频率检测，同时还可以用于桥梁结构的冲击振动检测，能够实现对桥梁结构冲击振动的实时监测。