[实用新型]磁控形状记忆合金(MSMA)主动拉索控制装置

说明书

技术领域：

本实用新型专利涉及高耸圆柱塔器领域，是一种控制高耸圆柱塔器风振的MSMA主动拉索控制装置。

背景技术：

近些年来，由于生产需求不断增多，化工塔等高耸圆柱塔器的高径比越来越大，结构阻尼越来越小。由于风载荷的频率与高耸圆柱塔器的固有频率很接近，容易使风载荷和高耸圆柱塔器产生共振，导致塔器产生剧烈振动，造成塔器的倾斜和倒塌，给正常工作和生产带来巨大危害。

目前用于抑制高耸圆柱塔器风振的装置有普通钢拉索和阻尼器。对于普通钢拉索，它的柔度大、阻尼小和弹性小，在风载荷作用下，易产生振动，造成拉索的疲劳损伤，甚至断裂。对于阻尼器，当它的振动频率远大于高耸圆柱塔器的固有频率时，能使塔器产生更加剧烈的振动。

实用新型内容：

本实用新型为了克服普通钢拉索和阻尼器的不足，提供了一种可恢复应变大，响应频率高，反应速度快，对风载荷下高耸圆柱塔器的振动控制效果好的MSMA主动拉索控制装置。

本实用新型解决上述问题所采用的方案是：一种在风载荷作用下控制高耸圆柱塔器振动的MSMA主动拉索控制装置。包括：主动控制装置箱、A/D转换器、PID控制器、D/A转换器、开关功放、MSMA拉索、激励线圈、拉索套管、激光位移传感器、单片机。所述的A/D转换器、PID控制器、D/A转换器、开关功放按顺序通过导线连接，然后放置在主动控制装置箱内；所述的激励线圈缠绕在MSMA拉索上，并安置于拉索套管内；所述的MSMA拉索具有一定的预应变，对称安装在高耸圆柱塔器轴线两侧，并与地面呈一定的夹角；所述的激光位移传感器放置在与高耸圆柱塔器水平距离为200m的范围内，与高耸圆柱塔器顶端高度相同的地方，并且保持激光位移传感器与MSMA拉索和高耸圆柱塔器轴线在同一平面内。将激光位移传感器、单片机、主动控制装置箱和MSMA拉索上的激励线圈按所述顺序通过导线进行连接。

采用上述方案优点是：

1、MSMA拉索的可恢复应变大，并且回复应力也很大，能有效的抑制高耸圆柱塔器振动。

2、MSMA主动拉索控制装置在外界激励下响应速度快，能对高耸圆柱塔器风振做出及时的响应，避免高耸圆柱塔器产生较大的振幅。

3、MSMA主动拉索控制装置响应频率高，能有效的抑制高耸圆柱塔器的高频振动。

4、设计的装置简单，易于控制，而且适应性比较强，从工程应用角度来讲具有较好的适用性。

附图说明：

图1为主动控制装置箱结构图；

图1中：1、主动控制装置箱外壳，2、A/D转换器，3、A/D转换器放置区，4、开关功放，5、穿线孔，6、D/A转换器，7、D/A转换器放置区，8、开关功放放置区，9、控制器放置区，10、PID控制器，11、固定块。

图2为MSMA拉索系统结构图；

图2中：12、MSMA拉索，13、激励线圈，14、拉索套管，15、穿线弯孔。

图3为MSMA主动拉索控制装置与高耸圆柱塔器整体结构图；

图3中：16、MSMA拉索系统，17、主动控制装置箱，18、高耸圆柱塔器，19、激光位移传感器，20、单片机，21、高层建筑物或山坡。

具体实施方式：

以下实施用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型原理是：在图3平面内，高耸圆柱塔器在风载荷作用下会产生往复摆动，激光位移传感器测得高耸圆柱塔器顶端位移后，会产生电压信号，经单片机分析传感器的信号后，对两根MSMA拉索进行控制，使受拉力MSMA拉索一侧电流接通时另一侧断开，由于该信号为模拟信号，需要经A/D转换器后变为数字信号，将数字信号传给PID控制器，由PID控制器调节信号，提高信号的稳定性和减少信号误差，然后通过D/A转换器将数字信号转化为模拟信号，经过开关功放的作用放大信号后，输出电流。电流经过激励线圈后，通过电磁感应在MSMA拉索周围产生磁场，在磁场的作用下会使MSMA拉索收缩，使具有预应变的MSMA恢复原状。当无风时，随高耸圆柱塔器恢复原状，MSMA拉索在拉力作用下恢复到预应变的状态下。利用MSMA磁控形状记忆效应，使高耸圆柱塔器风振振幅减小，从而抑制塔器的振动。

本实用新型使用方法如下：如图1-图3将激光位移传感器(19)放置在与高耸圆柱塔器(18)水平距离为200m的范围内，与高耸圆柱塔器(18)顶端高度相同的地方，并且保持激光位移传感器(19)与MSMA拉索(12)和高耸圆柱塔器(18)轴线在同一平面内，将激光位移传感器(19)、单片机(20)、A/D转换器(2)、PID控制器(10)、D/A转换器(6)、开关功放(4)用导线按所述顺序连接，并将A/D转换器(2)、PID控制器(10)、D/A转换器(6)、开关功放(4)放置在主动控制装置箱(17)内，在高耸圆柱塔器两侧各放一个主动控制装置箱，主动控制装置箱的导线通过穿线孔(5)与激励线圈(13)连接，将激励线圈(13)缠绕在MSMA(12)拉索上，并安置于拉索套管(14)内，将MSMA拉索(12)对称安装在高耸圆柱塔器轴线两侧，与地面呈一定的角度，安装前将拉索施加一定量的预应变。将MSMA主动拉索控制装置外部接通直流电源，施加使MSMA激活的最小电流。