一、产品基础类

1. 什么是索力计?核心用途是什么?

索力计是一款基于 MEMS 技术的智能监测设备,通过测量拉索振动固有频率,结合算法反演计算索力值,可同步采集三轴线性加速度、角速度、振动频率等参数。核心用于桥梁斜拉索、悬索桥吊索、输电塔拉索、大型结构锚索、索结构场馆拉索等场景的索力及振动特性长期自动化监测,为结构安全评估提供数据支持。

2. 索力计的工作原理是什么?

采用频率法测索力,核心原理为:拉索可简化为两端固定的 “弦”,其固有频率与张力(索力)、单位长度质量、索长相关,通过公式 \(f_n=(n/(2L))*\sqrt(T/m)\)(n 为振动阶次,L 为索长,T 为索力,m 为单位长度质量)换算索力。设备通过加速度计和陀螺仪采集拉索振动信号,经频谱分析识别基频及谐频,联立解算得到精准索力值,同时内置温度补偿算法消除环境影响。

3. 索力计主要有哪些类型?与传统有线索力计的区别是什么?

(1)索力计类型

类型

适用场景

核心特点

4G 太阳能版

室外有充足光照的长期监测场景(如桥梁斜拉索、输电塔拉索)

自带太阳能充电模块,可自动补能,实现无人值守长期监测

4G 充电版

室内、地下或无光照的短期 / 长期监测场景(如隧道锚索、室内索结构)

内置 6000mAH 大容量电池,支持 USB 充电,适配无光照环境

(2)与传统有线索力计的区别

对比维度

4G 版索力计

传统有线索力计

传输方式

4G 无线传输,无需布线

有线缆传输,需复杂布线施工

安装难度

抱箍 / 胶粘 / 底板固定,2 人半天可完成 30 台部署

需固定线缆 + 接线调试,工期长、高空作业风险高

续航能力

充电版:1 次 / 24 小时采集可续航 432 天;太阳能版:支持长期续航

依赖市电供电,无独立续航能力,断电极易中断监测

数据存储

断网时本地缓存数据,网络恢复后自动补传

无本地存储功能,断网即停止数据采集,易造成数据断层

运维成本

远程平台管理,无需现场值守,运维成本低

需定期现场巡检布线及设备,运维成本高

适用场景

高空、偏远、测点分散的长期自动化监测

测点集中、有稳定市电的短期手动监测

4. 索力计的核心优势是什么?

  • 一体化设计:集成采集、传输、供电功能,无需额外搭配采集设备,部署便捷;

  • 高精度监测:采用进口 MEMS 器件,加速度分辨率 0.061mg,基频识别误差≤0.01Hz,索力计算精度高;

  • 高频动态采集:采样频率 50/100/200Hz 可调,可精准捕捉拉索细微振动特征;

  • 智能抗干扰:内置滤波算法,有效滤除风振、车辆通行等环境杂波,数据稳定性强;

  • 远程可控:支持云平台参数配置、数据查看、预警推送,无需现场干预即可完成运维。

二、技术参数类

1. 索力计的核心技术参数是什么?

参数名称

具体规格

测量轴

X/Y/Z 三轴

加速度量程

±2g

加速度分辨率

0.061mg

加速度精度

±0.5mg

角速度量程

±250°/s(默认,支持可调)

角速度精度

±0.08°/s RMS

采样 / 上传速率

50/100/200Hz 可调(三轴同步采集)

频率范围

0.5~50Hz(默认,支持可调)

电池容量

6000mAH

功耗

休眠状态 10μA;空闲状态 90mA;发射状态 200mA

续航时长(充电版)

50Hz 采样:1 次 / 24 小时采集可续航 432 天,1 次 / 5 分钟采集可续航 1 天;100Hz 采样:1 次 / 24 小时采集可续航 298 天,1 次 / 5 分钟采集可续航 2 天

网络类型

4G 全网通(内嵌流量卡,使用期 1 年)

防护等级

IP68

外壳材质

铝合金

产品尺寸

127mm×87mm×55mm

工作温度

-45℃~85℃

安装方式

抱箍安装 / 胶粘安装 / 底板固定安装

2. 太阳能版索力计的续航能力如何?

太阳能版依托太阳能板自动充电,续航能力显著提升:

  • 有光照场景:可实现长期无人值守监测,阴雨天可依靠内置电池维持工作;

  • 极端无光照场景:与充电版续航一致(如 50Hz 采样、1 次 / 24 小时采集可续航 432 天),满足多日阴雨天气需求。安装时建议正南向 40°~45° 水平倾角布置,最大化太阳能转化效率。

3. 索力计的测量精度受哪些参数影响?

  • 硬件精度:加速度分辨率061mg、角速度精度 ±0.08°/s RMS,确保微小振动信号捕捉;

  • 采样频率:更高采样频率(如 200Hz)可提升高频振动特征识别精度;

  • 算法优化:FFT 频谱分析算法 + 多阶频率联立解算,降低基频识别误差;

  • 温度补偿:内置温度传感器及补偿算法,消除环境温度对测量的影响。

三、安装使用类

1. 索力计的安装步骤是什么?

  1. 安装天线:拧入高增益天线,调整方向确保信号稳定;

  2. 固定设备:根据场景选择安装方式(拉索用抱箍固定,钢结构用底板固定,短期测量可胶粘);

  3. 开机激活:按下电源开关,指示灯常亮表示驻网成功;

  4. 平台配置:在云平台输入拉索长度、单位长度质量等参数,完成索力解算设置。

2. 安装索力计时有哪些关键注意事项?

  1. 安装位置:需远离拉索固定端,优先靠近拉索中部;与减振器保持 5 米以上距离,避免振动干扰;

  2. 方向校准:安装时确保其中一轴与拉索方向平行,其他轴垂直于拉索,避免分力测量误差;

  3. 固定要求:设备底部需与被测体贴合紧固,确保振动同步传递,抱箍安装需拧紧防滑;

  4. 太阳能版安装:需保证充足日照,避免遮挡,建议正南向 40°~45° 水平倾角布置;

  5. 布线防护:若需单独供电,线缆穿管后沿缆索朝下布线,避免雨水侵入;远离高压线缆,防止电磁干扰。

3. 索力计支持哪些安装方式?如何选择?

  • 抱箍安装:适用于拉索类结构(桥梁斜拉索、输电塔拉索),无需打孔焊接,不影响拉索受力,安装便捷;

  • 胶粘安装:适用于短期测量场景,将设备底部直接胶粘在被测体表面,快速部署;

  • 底板固定安装:适用于钢结构表面,先将安装底板焊接或固定在被测体,再用螺丝固定设备(严禁直接焊接设备);

  • 选择原则:长期监测优先抱箍或底板固定,短期临时监测可选择胶粘安装;室外有光照优先太阳能版,无光照选择充电版。

四、适配与故障排查类

1. 开机后无数据传输,该如何排查?

  1. 信号排查:查看平台显示的信号质量值,低于 15 表示信号过弱,需调整安装位置(如靠近桥面、远离遮挡)或天线方向;

  2. 电源排查:检查电池电压,低于7V 为欠压状态,充电版需充电至 2.7V~3.3V,太阳能版需确保日照充足;

  3. 安装排查:确认设备与被测体贴合紧固,未贴合会导致振动信号无法有效采集;

  4. 设备排查:重启设备后观察指示灯状态,常亮表示正常驻网,闪烁可能为网络异常,需检查流量卡状态(内嵌卡是否在有效期内)。

2. 现场断网后,数据会丢失吗?

不会丢失。索力计支持断网本地存储功能,断网期间数据暂存于设备本地,网络恢复后自动补传至云平台,确保数据连续性,无需人工干预。

3. 索力计能否与其他传感器联动?是否支持平台私有化部署?

  • 联动支持:设备配备扩展接口,可外接位移计、应变片等传感器,通过 4G 网络同步传输多维度数据,实现索力与位移、应变的关联分析;

  • 私有化部署:支持平台私有化部署,可将数据存储于用户内部服务器,不上公网,满足国企、科研项目等数据保密需求,平台功能与公网版一致(数据查看、报表生成、预警设置等)。

4. 如何解决电磁干扰、风振干扰对测量的影响?

  • 电磁干扰:设备采用屏蔽设计,布线时远离高压线缆、塔吊等强电磁源,避免并行布线;

  • 风振干扰:内置智能降噪算法,可滤除风振、车辆通行等环境杂波,聚焦拉索固有振动信号;

  • 减振器干扰:安装时与减振器保持 5 米以上距离,避开局部振动影响。

五、常见问题类

1. 北方低温(如 – 20℃)或海边高湿环境下,索力计能否正常工作?

  • 低温环境:设备工作温度范围为 – 45℃~85℃,内置电路保温设计,北方冬季低温场景可稳定运行,太阳能版在暴雪覆盖时可依靠电池维持续航;

  • 高湿 / 腐蚀环境:防护等级为 IP68,铝合金外壳具备耐腐蚀性能,海边、高湿环境可直接使用,锈蚀拉索可通过防滑抱箍紧固安装,不影响测量精度。

2. 弯曲拉索、短拉索(如<20 米)能否使用索力计监测?

  • 弯曲拉索:可监测,安装时需选择拉索直线段(远离弯曲点≥2 米),避开应力集中区域,确保振动信号稳定采集,测量误差可控制在 ±1% 以内;

  • 短拉索:可监测,建议选用 100/200Hz 高采样频率,安装位置远离锚头≥1 米,避开局部振动干扰,基频识别精度可满足监测需求。

3. 索力计的预警方式有哪些?如何设置预警阈值?

  • 预警方式:支持云平台弹窗预警、手机短信预警,可联动现场声光报警器及监控摄像头,报警时自动抓拍现场画面;

  • 阈值设置:在云平台输入索力安全阈值范围,当索力超过阈值或突变幅度超出设定值时,系统自动触发预警,支持多级预警策略配置。

4. 长期监测的数据如何存储和查询?能否导出原始数据?

  • 数据存储:平台自动压缩存储历史数据,支持分钟级、小时级、日均值数据长期留存,无存储时限限制;

  • 数据查询:可按时间段查询索力曲线、基频变化趋势,支持导出 Excel 报表及曲线图表;

  • 原始数据导出:支持导出滤除重力加速度的三轴加速度高频原始波形数据(采样率最高 200Hz),满足科研场景的算法验证及深度分析需求。

5. 索力计能否识别拉索损伤(如断丝、锈蚀)?

索力计无法直接识别断丝,但可通过长期监测数据辅助判断异常:通过分析索力变化趋势、振动频谱特征(如出现异常谐波峰值),可发现拉索防水失效、局部损伤导致的力学特性变化,结合现场巡检可精准定位问题;对于锈蚀拉索,需在平台准确输入实际单位长度质量(锈蚀后质量变化),确保索力计算精度。

 

滚动至顶部