結構健康監(jiān)測系統(tǒng)是一種用于監(jiān)測建筑物、橋梁、塔樓等結構物的健康狀況的系統(tǒng)。它通過安裝在結構物內部或外部的傳感器,實時監(jiān)測結構物的變形、振動、溫度、濕度等參數(shù),從而及時發(fā)現(xiàn)結構物的異常情況,提高結構物的安全性和可靠性。結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的組成結構健康監(jiān)測系統(tǒng)主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸設備、數(shù)據(jù)處理軟件等組成。傳感器傳感器是結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的部件,它能夠實時監(jiān)測結構物的變形、振動、溫度、濕度等參數(shù)。傳感器的種類很多,常用的有應變傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等。加速度傳感器適用于監(jiān)測結構物的振動,應變傳感器適用于監(jiān)測結構物的應力變化等。北京橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的五個方面。
1.傳感器子系統(tǒng)。傳感器子系統(tǒng)主要由能夠感測環(huán)境與荷載作用、結構響應、結構幾何變形、結構耐久性這四類物理量的傳感元件組成,依據(jù)結構力學原理進行優(yōu)化布設,實現(xiàn)對結構整體和局部性能的感知。
2.數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括硬件采集設備和軟件模塊,以實時、定時、觸發(fā)或混合的模式采集各個待感測物理量,其需要對各種類型傳感器信號進行同時控制、同步采集和高速解調,實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的高質量獲取。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)。
3.數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)包括傳輸線纜、交換機、信號收發(fā)器和放大器等,以總線型、環(huán)型、星型、樹型或混合型結構進行組網(wǎng),通過有線或無線的方式將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲與管理子系統(tǒng)。
4.數(shù)據(jù)存儲與管理子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)存儲與管理子系統(tǒng)可以由中心數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理軟件及硬件等組成,提供監(jiān)測數(shù)據(jù)和結構自身信息的存儲、查詢、調用和簡單統(tǒng)計分析功能。
5.結構預警與評估子系統(tǒng)。結構預警與評估子系統(tǒng)主要由高性能計算機和專業(yè)分析軟件組成,其功能是對預處理過的數(shù)據(jù)進行力學分析,包括模型修正、模態(tài)識別、損傷診斷、狀態(tài)評估、壽命預測、維護決策等。 福建隧道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)應用范圍數(shù)據(jù)傳輸設備是用于將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心的設備,常用的有有線傳輸設備和無線傳輸設備。
橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)各地方已開始建設,從試點開始逐步推廣,但橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)面臨以下問題:
傳感器的質量制約橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展緩慢的一個重要原因是傳感器的質量問題,雖然我國從90年代才開始探索在大跨度橋梁上建立監(jiān)測系統(tǒng),但橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)已積累的大量的應用案例,大量的案例使用的是傳統(tǒng)應用于施工監(jiān)控的傳感器來做長期監(jiān)測,導致橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)使用壽命往往只有3年左右,就需要大量的更換甚至重建,并且在3年內,數(shù)據(jù)也不連續(xù),往往使得系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài);而無錫智泰柯云的監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)測驗使用壽命更長,質保期是其他商家的二倍。
橋梁健康監(jiān)測內容及要點根據(jù)現(xiàn)場采集情況,分為四個板塊:數(shù)據(jù)采集模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析及顯示;數(shù)據(jù)采集模塊在過程現(xiàn)場采集到傳感器波長信息,數(shù)據(jù)傳輸模塊上傳到服務器,數(shù)據(jù)存儲模塊分析和分類存儲,之后在數(shù)據(jù)分析和顯示模塊進行處理,達到客戶需求。橋梁監(jiān)測內容主要有風、溫度、應變、加速度、撓度、索力、傾斜儀、梁段位移、裂縫。以上監(jiān)測內容除撓度和振動外,均采用光纖光柵傳感器,光纖光柵傳感器串聯(lián)統(tǒng)一接入到橋梁控制中心的光纖光柵解調儀中,進行分析處理并通過Internet上傳,實現(xiàn)遠程監(jiān)控。需要用到的光纖光柵傳感器共有四種類型:溫度傳感器、應變傳感器、位移傳感器、帶溫度自補償型應變傳感器、少量電類傳感器進行加速度的數(shù)據(jù)采集。對于連續(xù)橋梁,監(jiān)測的重點截面為梁的底面,跨中、四分之一及四分之三截面和支點,而且需要沿梁軸向對稱布設,橋墩需要承受一些彎矩,所以沿橋墩豎向布置一些傳感器。結構健康監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測結構物的健康狀況,及時發(fā)現(xiàn)結構物的異常情況,提高結構物的安全性和可靠性。
無錫智泰柯云橋梁健康監(jiān)測設計原則監(jiān)測系統(tǒng)集傳感器技術、結構分析計算、計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術等高新技術于一體,長期用于結構損傷和狀態(tài)評估,滿足橋梁管理和運維需求,設計原則如下:簡潔實用,經(jīng)濟可靠,性能穩(wěn)定;立足實用為原則,兼顧考慮科學試驗和設計驗證等方面;根據(jù)結構易損分析結果及養(yǎng)護管理需求進行監(jiān)測點布設;監(jiān)測與結構密切相關、代表性結構、必須監(jiān)測結構、日常養(yǎng)護無法檢查的位置。通過預應力混凝土大跨度連續(xù)梁橋的應變、壓力、裂縫、加速度、溫度、等數(shù)據(jù)來評估橋梁健康,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。常見的分析方法包括時域分析、頻域分析、小波分析等。遼寧邊坡結構健康監(jiān)測系統(tǒng)推薦貨源
有線傳輸設備通常采用以太網(wǎng)或RS485通信協(xié)議,無線傳輸設備則采用無線通信技術,如藍牙、WiFi、LoRa等。北京橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
構建監(jiān)測系統(tǒng)的基礎技術
適宜的供電技術
應盡可能從自然中獲取能源,即自供電,比如利用太陽能、風能等;
適宜的傳感器技術
傳感器要滿足精度要求,要能夠準確測定交通流荷載、風壓、加速度、位移及應力應變等;
適宜的云通訊技術
要構建起數(shù)據(jù)到計算平臺的通路,意即搭建一個穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)的路徑,流程為感知節(jié)點獲取數(shù)據(jù),網(wǎng)關發(fā)送數(shù)據(jù),云平臺結合模型計算分析數(shù)據(jù);
云端的結構健康診斷
要把獲取的數(shù)據(jù)按照算法進行分析,得出結論?;舅惴ㄒㄖ笜顺槿∷惴ā⒖煽啃栽u估與病害智能診斷算法以及交通信息監(jiān)測方法等。 北京橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)解決方案