CN104089658A - 一种土木工程建筑监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土木工程建筑监测系统，包括：若干光纤传感器、光纤传感多路复用网络采集子系统、光纤传感信号解调数据传输子系统、中央微处理器智能分析控制子系统、触摸键盘和远程监控中心，所述若干光纤传感器浇注在土木工程建筑的钢筋结构中并与光纤传感多路复用网络采集子系统相连接，所述光纤传感多路复用网络采集子系统与光纤传感信号解调数据传输子系统相连接。本发明的有益效果是：由于光纤传感器具有无源性、无温漂、灵敏度高、测量精度高、分辨率高、定位准确、抗电磁干扰强、耐腐蚀性强、耐高温、应用灵活方便,可采用分布式多路复用技术,易于组网和实现远程监测等优点。

Description

一种土木工程建筑监测系统

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别涉及一种土木工程建筑监测系统。

背景技术

随着计算机智能控制技术、通信网络技术的快速发展和应用,构建水利及桥梁工程智能光纤监测系统己成为现实。在整个系统组成中,将光纤传感器埋入被监测的钢筋硅结构的关键部位,当钢筋结构中其物理特性发生异变或存在某种质量隐患,光纤传感器对其产生实时环境感应,并转换成相应的数字信号,由光纤网络数据链路将数字信号传送到计算机智能决策控制进行实时分析和远程控制。由于光纤传感器具有无源性、无温漂、灵敏度高、测量精度高、分辨率高、定位准确、抗电磁干扰强、耐腐蚀性强、耐高温、应用灵活方便,可采用分布式多路复用技术,易于组网和实现远程监测等优点。利用光纤传感器的这些特点可检测钢筋硅结构中的渗漏湿度、残留应变度、裂纹位移、粘度、压力、温度、硬度等重要物理指标。从而为构成智能光纤监测系统提供了任何传感检测技术无法媲美的在线数据采样。所以将这种系统广泛应用到水利及桥梁工程、矿山隧道、大堤大坝、大型钢结构、公路、铁路、边坡等土木领域中进行工程质量检测和健康监测是一项极具发展前景的的项目。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种无源性、无温漂、灵敏度高、测量精度高、分辨率高、定位准确、抗电磁干扰强、耐腐蚀性强、耐高温、应用灵活方便的土木工程建筑监测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土木工程建筑监测系统，包括：若干光纤传感器、光纤传感多路复用网络采集子系统、光纤传感信号解调数据传输子系统、中央微处理器智能分析控制子系统、触摸键盘和远程监控中心，所述若干光纤传感器浇注在土木工程建筑的钢筋结构中并与光纤传感多路复用网络采集子系统相连接，所述光纤传感多路复用网络采集子系统与光纤传感信号解调数据传输子系统相连接，光纤传感信号解调数据传输子系统与中央微处理器智能分析控制子系统相连接，中央微处理器智能分析控制子系统与远程监控中心相连接。

作为优选方案，该监控系统还包括：显示器、绘图机、打印机、通信口和外存储器，所述显示器、绘图机、打印机、通信口和外存储器连接在远程监控中心和中央处理器微处理器智能分析控制子系统之间。

作为优选方案，所述若干光纤传感器采用埋入式或贴片式与钢筋结构完全浇注兼容。

作为优选方案，所述若干光纤传感器与光纤传感多路复用网络采集子系统相连接时采用多路复用网络技术和多端双向问询构建的环形拓扑结构。

作为优选方案，所述通信口采用RS232通信模式接口。

作为优选方案，所述显示屏采用液晶显示屏或LCD显示屏。

作为优选方案，所述中央微处理器智能分析控制子系统中微处理器采用89S51单片机。

作为优选方案，所述光纤传感器可以选用光纤陀螺和光纤光栅传感器。

本发明的有益效果是：由于光纤传感器具有无源性、无温漂、灵敏度高、测量精度高、分辨率高、定位准确、抗电磁干扰强、耐腐蚀性强、耐高温、应用灵活方便,可采用分布式多路复用技术,易于组网和实现远程监测等优点。利用光纤传感器的这些特点可检测钢筋硅结构中的渗漏湿度、残留应变度、裂纹位移、粘度、压力、温度、硬度等重要物理指标。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种修改，这些等效的变化和修饰同样落入本发明所限定的保护范围。

如图1所示的土木工程建筑监测系统，包括：若干光纤传感器、光纤传感多路复用网络采集子系统、光纤传感信号解调数据传输子系统、中央微处理器智能分析控制子系统、触摸键盘和远程监控中心，所述若干光纤传感器浇注在土木工程建筑的钢筋结构中并与光纤传感多路复用网络采集子系统相连接，所述光纤传感多路复用网络采集子系统与光纤传感信号解调数据传输子系统相连接，光纤传感信号解调数据传输子系统与中央微处理器智能分析控制子系统相连接，中央微处理器智能分析控制子系统与远程监控中心相连接。该监控系统还包括：显示器、绘图机、打印机、通信口和外存储器，所述显示器、绘图机、打印机、通信口和外存储器连接在远程监控中心和中央处理器微处理器智能分析控制子系统之间。浇注兼容。在实际应用时,为了克服光纤传感器在实际串、并联布线中存在损坏断裂现象而导致某一支路光纤传感器与系统分离使整个系统失效。为此,在设计本系统时采取多路复用网络技术和多端双向问询技术以构建环形拓扑结构,组成光纤传感器环形网络进行多路复用数据采集。这样纵使环形网络分布式光纤传感器出现某处节点损坏断裂时,也只影响该测点的光纤传感器自身失效,而其它光纤传感器与系统仍能正常工作,这种冗余特性使整个监测系统的可靠性得到了大大的提高,为水利及桥梁工程应变分布测量和进行实时监测提供了重要的理论解决方案。以大型高速铁路、公路桥梁健康监测方案为例,由光纤光栅传感器组成分布式环形网络和光纤数据链路传输及解调子系统构成中央智能光纤传感网络监测系统分析仪接入到桥梁监控中心,分析仪可对采集到的桥梁断面应力、斜拉索力、载荷箱梁应力分布、承载能力、桥宽、纵坡等动态、静态数据进行分析、保存、显示、打印、绘图等,监测人员对获取的可靠数据信息,采取相应的处理措施,对获得的数据和分析结果可通过Internet传送到远方,达到远程监控的目的。

以上内容结合了实施例附图对本发明的具体实施例做出了详细说明。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文中所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。

Claims (8)

1.一种土木工程建筑监测系统，其特征在于：包括：若干光纤传感器、光纤传感多路复用网络采集子系统、光纤传感信号解调数据传输子系统、中央微处理器智能分析控制子系统、触摸键盘和远程监控中心，所述若干光纤传感器浇注在土木工程建筑的钢筋结构中并与光纤传感多路复用网络采集子系统相连接，所述光纤传感多路复用网络采集子系统与光纤传感信号解调数据传输子系统相连接，光纤传感信号解调数据传输子系统与中央微处理器智能分析控制子系统相连接，中央微处理器智能分析控制子系统与远程监控中心相连接。

2.根据权利要求1所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：监控系统还包括：显示器、绘图机、打印机、通信口和外存储器，所述显示器、绘图机、打印机、通信口和外存储器连接在远程监控中心和中央处理器微处理器智能分析控制子系统之间。

3.根据权利要求1所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：所述若干光纤传感器采用埋入式或贴片式与钢筋结构完全浇注兼容。

4.根据权利要求1所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：所述若干光纤传感器与光纤传感多路复用网络采集子系统相连接时采用多路复用网络技术和多端双向问询构建的环形拓扑结构。

5.根据权利要求2所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：所述通信口采用RS232通信模式接口。

6.根据权利要求2所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：所述显示屏采用液晶显示屏或LCD显示屏。

7.根据权利要求1所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：所述中央微处理器智能分析控制子系统中微处理器采用89S51单片机。

8.根据权利要求1所述的土木工程建筑监测系统，其特征在于：所述光纤传感器可以选用光纤陀螺和光纤光栅传感器。