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日志

桥梁、建筑的健康监测系统

已有 433 次阅读2014-2-25 12:27 | 桥梁, 建筑, 健康监测, 应变, 振动


     桥梁、建筑健康监测系统是一个完善的远程、实时、自动监测的监测系统。主要有传感器系统,数据采集系统,远程传输系统,现场电源管理系统组成。将数据远程传递回来,建立一个桥梁、建筑运营状态的评价系统,对运营过程中出现的异常情况进行预警或者报警。为建筑的养护、检修提供必要的信息,为建筑的安全运营和寿命评估提供依据,适用于桥梁、楼房、大坝等建筑的施工监控及运营监控。 

1、系统主要监测项目

l   动态监测:建筑水平、垂直振动的速度、加速度、位移监测;模态分析、索力监测等;

l   静态监测:裂缝、变形;

l   环境监测:风速、风向、气压、降雨量及温湿度监测;

l   交通监测:各车道车辆荷载和车流量的监测;

NO

监测项目

传感器类型

监测项目

传感器类型

1

振动及模态

低频振动传感器

结构温度

温度传感器

2

挠度/位移监测

振弦式静力水准仪、倾角计

相对变形

拉绳式/顶杆式位移计

2

应力应变

振弦式应变计/埋入式应变计

现场气象环境

风速风向传感器

3

索力

加速度传感器/钢索计

温度湿度传感器、雨量计

4

裂缝

埋入式裂缝计/表面裂缝计

交通荷载

交通流量监视系统

5

倾斜

倾角计/倾斜计

航道视频监测系统

6

钢筋测试

锚杆应力计/钢筋计

动态称重系统

7

拉压力载荷

荷重、锚索计

根据工程需要选择监测内容

 

 

2、监测系统基本构成(无线模式示意图)


3、监测系统可选GPRS/3G模式 和有线模式

3.1 GPRS3G无线模式----可选:现场分析数据传输特征值或直接传输时域信号

现场软件实时监测各测点的测量参数,现场软件具有时域分析  频谱分析  自动化模态分析等功能,具有自动重启,自动分析等自动化功能!

1、  现场数据经过分析处理后传回如下特征值信息:

基本信息:时间,采样频率,

振动速度:

均值、最大值、最小值、方差、有效值、峰峰值

振动加速度:

均值、最大值、最小值、方差、有效值、峰峰值

振动位移:

均值、最大值、最小值、方差、有效值、峰峰值

应变:

均值、最大值、最小值、方差、有效值、峰峰值

裂缝、倾斜等

最大值

自动化模态:

频率,阻尼、振型

温度传感器的特征值等所有的现场信息;

2、  软件特有功能介绍:

Ø  自动化模态分析:现场无需人工干预,自动得到频率、阻尼等;

Ø  GPRS模块传输:将特征值传回办公室;;

Ø  断电重启:现场断电重新启动后,自动进入数据采集分析状态;

Ø  传感器异常报警,在客服端指明通道号以及初诊原因;

Ø  时域传输,最长时间20分钟,指明通道号,说明传输的起点和终点;

Ø  峰值触发和定时采样同时进行;

Ø  峰值触发的阀值变更;

Ø  定时采样的时间间隔更改;

Ø  每个月各峰值和最大的三条数据所对应的时程,保留在硬盘中,用户自设置删除条件。

3、终端接收软件功能

Ø  将接收到的时域信息(振动、应变、温度、裂缝、倾斜等)全部显示,并进行趋势分析,阀门报警

Ø  模态动画显示(振动、频率、阻尼等信息)  

  

3.2 有线模式----网线或光纤

   现场各采集仪组成局域网,通过网关将数据通过网线或光纤传输至互联网,远程终端软件接收、显示、存储时域信号,终端配置软件分析功能如下:

时域分析

频谱分析

编辑滤波

应变应变花分析

模态分析

波形微积分

索力分析

冲击系数分析

阻尼分析

趋势分析

 

4、软件报警功能

软件提供多种报警形式  

Ø  柱状图显示:软件实时采集波形,超过预设阀值,柱状图显示黄色、或红色;

Ø  3D动画显示:直接将报警的测试点在3D动画中以红色显示,并提示传感器编号;

Ø  异常点信号短信报警,邮件报警;

 

桥梁建筑健康监测数据采集仪具有无线和有线两种功能,根据试验情况灵活选择;无线局域网组网距离1000米,一个网关可控制10台数据采集仪,信号通过3G无线或有线方式传输,无距离环境限制!



5、选择监测系统注意事项

5.1 传感器

Ø选择合适的传感器精度、频响范围;

Ø选择合适的传感器数量及布点位置;

Ø传感器应能保证长期稳定工作,传感器寿命要至少在10年以上;

Ø传感器应能够较容易满足组网使用的要求;

Ø主要传感器尽量做到选用同类型的传感器,注意传感器的温度漂移及时间漂移;

  传感器需要采用高质量数据传输线,以保障使用寿命及数据可靠性。

5.2数据采集系统

Ø设备安装现场后容易受到强磁强电及雷击等干扰破环,采集系统要具有很强的抗强磁强电能力,系统需要严格按照规定的安装工艺施工,安装机械保护装置及防雷设备等。

Ø系统具有自动辨别传感器失效能力,并对失效的传感器报警;

Ø现场数据采集系统具有断电自动重启及数据自动分析传输功能,自动化功能要完善;

 

6、监测系统配置部分传感器介绍

振弦式表面应变计

振弦表面应变计由安装座、应变计和保护罩组成,根据张力弦原理制造,使用频率作为输出信号,抗干扰能力强,远距离输误差极小,有效传输距离200米;内置温度传感器,对外界温度影响产生的变化进行温度修正;每个传感器内部有计算芯片,自动对测量数据进行换算,直接输出物理量;

使用时将安装座焊接在钢结构表面,或用膨胀螺钉固定在混凝土结构表面;适用于各种钢结构和混凝土结构表面应变测量,可重复利用,适应于桥梁、铁路、隧道、桩基、楼房建筑等长期监测和自动化测量。

特点:

Ø  进口钢弦和热电阻,性能稳定可靠;

Ø  内置温度传感器 自动进行温度补偿,提高测量数据的可靠性;

Ø  不锈钢外壳设计,防水,可重复利用;

Ø  同时输出频率、环境温度参数;

型号:YT-3000

    程:

±3000με  ±5000με

非线性度:

直线≤1%FS  多项式≤0.1%FS

灵 敏 度:

1με

温度范围:

-20℃~+80

温度精度:

±0.5

    距:

150mm

安装方式:

表面安装

YT-3000M埋入式,可直接埋设在混凝土或钢筋混凝土内监测结构的变形;其余指标同YT-3000

 

 

振弦式表面裂缝计

YT-2000振弦式表面裂缝计适用于安装在混凝土建筑物或其它材料结构表面,测量结构物伸缩缝或周边缝的开合度(变形),可增加配件组成双向或三向测缝计。

原理:当被测结构物发生变形时将会引起缝隙的变化,通过前、后端座传递给振弦使其产生应力变化,从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率,频率信号经电缆传输至读数装置,即可测出被测结构物缝隙的变化量。同时可同步测量埋设点的温度值。   

型号:YT-2000

    程:

12.5/25/50/100/150/200/300mm

非线性度:

直线≤0.5%FS  多项式≤0.1%FS

灵 敏 度:

0.025%FS

温度范围:

-20℃~+80

温度精度:

±0.5

YT-2000M埋入式,可直接埋设在混凝土或钢筋混凝土内监测结构的变形;其余指标同YT-2000

 

 

振弦式钢筋测力计(钢筋计/锚杆应力计)

振弦式钢筋测力计用于各类建筑基础、桩、地下连续墙、隧道衬砌、桥梁、边坡、码头、船坞、闸门等混凝土工程及深基坑开挖安全监测中,测量混凝土内部的钢筋应力,锚杆的锚固力,拉拔力等;并可同步测量埋设点的温度。


  

YT-4000

  

Φ10----Φ40mm

测量范围(拉压

200  300  400  500MPa  

非线性度:

直线≤1%FS  多项式≤0.5%FS

分辨 

 0.05F.S

温度测量范围

25  + 80

温度测量精度

± 0.5

 

 

         

静力水准仪(挠度/沉降位移测试)

原理:静力水准仪是一种电感调频的总线型位移计,由液缸、浮筒、精密液位计、保护罩等部件组成,储液罐之间由连通管连通。基准罐置于一个稳定的水平基点,其他储液罐置于标高大致相同的不同位置,当其他储液罐相对于基准罐发生升降时,将引起该罐内液面的上升或下降。通过测量液位的变化,了解被测点相对水平基点的升降变形。

特点:

Ø  自动生成编号(包含型号、参数、日期等),也可由用户自行设置自编号

Ø  传感器内置2000条数据存储,自动存储数据,确保原始数据资料的安全;

Ø  传感器内置计算芯片,自动对所测量的数据进行换算,直接输出监测物理量;

Ø  传感器可自动进行实时温度补偿,传感器稳定,可靠;

Ø  可直接挂接总线,进行组网监测和数据采集。

                                                                       

  

YT-6000

  

50 100 150 300 500 600mm

  度:

±1%FS

灵敏度:

0.025%FS

温度测量范围

25  + 80

温度测量精度

± 0.5

外型尺寸(mm)

根据量程决定

 

 

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