CN104457851A - 一种土木工程结构健康状态远程监测系统 - Google Patents

一种土木工程结构健康状态远程监测系统 Download PDF

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郭巍
计静
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Abstract

本发明公开了一种土木工程结构健康状态远程监测系统，设置控制器、温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置、远程计算机、通讯系统、移动传输装置、测点装置、信号放大装置、测控装置；能够进行远程监控，同时移动探伤探头能够根据远程计算机计算的危险结果进行人为的探伤；采用激光反射接受装置或光纤信号的传导进行土木工程结构振动、偏移的监测，灵敏度高，信号经过放大以及异类信号的滤波后，能够有效消除有如天气、地质等因素的影响，能准确的对土木工程结构的健康状态进行评价。本发明比较简单，具有良好的适用性，能够及时掌握土木工程的健康状况，并且能够根据潜在的危险进行移动探伤分析，保证工程的安全。

Description

一种土木工程结构健康状态远程监测系统
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种土木工程结构健康状态远程监测系统。
背景技术
在土木、桥梁、隧道等大型土木工程中，远程和超远程检测工程健康状态一直是业界梦寐以求的有效手段。特别是随着国民经济的飞速发展、西部的建设与开发，出现了很多前所未有的长、大、高、深、特、危工程，这些工程建设中的一个重要组成部分就是工程结构力学状态的检测，比如，压力、应变、距离、湿度、温度等。由于这些工程所处的地理位置和环境不好，比如海拔高、空气稀薄、温度低等，给数据检测带来了很大的困难。而且几十工程竣工，检测工作还要持续两三年，检测工作的困难程度非常之大。
目前，在土木工程结构的健康状态的控制中，远程监控是一种监测的有效手段，但是现有的监控手段不能对天气、地质等自然因素的影响进行过滤消除，监控的灵敏度和准确度都存在欠缺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土木工程结构健康状态远程监测系统，旨在解决现有的土木工程监测不能实现远程监测，容易受自然因素影响，灵敏度和准确度较低的问题。
本发明是这样实现的，一种土木工程结构健康状态远程监测系统，该土木工程结构健康状态远程监测系统包括：控制器、温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置；
控制器，用于对温度传感器、湿度传感器和激光传感器传输来的温度信号、湿度信号和长度、振动物理量的测量信号进行分析和处理；
温度传感器，与控制器连接，用于实现土木工程结构的温度测量，并输出温度信号至控制器；
湿度传感器，与控制器连接，用于实现土木工程结构的湿度测量，并输出湿度信号至控制器；
激光传感器，与控制器连接，用于实现土木工程结构的长度、振动物理量的测量，并输出湿度信号至控制器；
移动探伤探头，用于探测土木工程结构内部的裂纹和缺陷；
信号屏蔽装置，与控制器连接，用于将有干扰或影响结果的异类信号进行过滤，并将处理后的信号传送至控制器。
进一步，该土木工程结构健康状态远程监测系统还包括：远程计算机、通讯系统、移动传输装置、测点装置、信号放大装置、信号屏蔽装置(重复，应该去掉)、测控装置；
远程计算机将通讯系统所传输的信号进行分析计算，同时进行土木工程的检测，通讯系统与控制器相连，与远程计算机配对进行信号的传输，移动探伤探头与移动传输装置连接，移动传输装置与通讯系统相连，测点装置安置在被监测的土木工程结构上，测点装置采集到的信号经过信号放大装置进行放大。
进一步，由信号屏蔽装置将有干扰或影响结果的异类信号进行过滤，经过控制器进行分析处理，最终反馈到测控装置上。
进一步，移动探伤探头通过通讯系统和移动传输装置连接控制器。
进一步，温度传感器、湿度传感器、激光传感器设置多组，安装在需要检测工程的关键部位。
控制器还包括控制方法，包括：
将用户的标准指令数据与空调执行命令进行对应存储；
采集用户的指令数据，将所述用户的指令数据与所述存储器中保存的标准指令数据进行匹配，向空调器发送匹配出的空调执行命令，以使所述空调器执行相应动作；
在接收到采集的指令数据后，判断预定时间段内是否接收到采集的新指令数据，若是，则将本次匹配的指令数据保存至存储器，以与所述匹配出的空调执行命令进行对应存储，若否，则根据接收到的新指令数据进行重新匹配；
还包括：预先保存的与一空调执行命令对应的标准指令数据具有预定数目；
在保存所述本次匹配的指令数据时，删除与所述匹配出的空调执行命令对应的多个标准指令数据中的一条；
删除排序在最后的标准指令数据或与采集的指令数据匹配率最低的标准指令数据；
还包括：若在预定时间段内接收到新指令数据，则不保存本次匹配的指令数据；
还包括：采集到的指令数据为所述用户的唇部运动图像数据；
对唇部运动图像进行滤波和锐化处理，从经过处理的唇部运动图像中提取所述用户的口型特征，以得到可进行匹配处理的指令数据。
进一步，传输装置采用3G网络进行远程传输。
进一步，控制器还包括数据监测控制方法，具体如下：
接收采集信息，其中，采集信息为温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置得到的信息；以及输出采集信息；输出采集信息包括：将采集信息显示在界面上。
进一步，按照以下方式将采集信息显示在界面上：
在界面上显示的采集信息进行计时；
获取预先设定的计时时间阈值；以及在计时的时间达到预先设定的计时时间阈值时，控制界面上显示的所述采集信息进行刷新。
进一步，在接收采集信息之后，数据监测控制方法还包括：对采集信息进行处理，得到控制指令信息；以及根据控制指令信息进行数据监测控制。
进一步，根据控制指令信息进行数据监测控制包括：将控制指令信息发送至所述远程采集终端，对温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置的数据采集进行控制。
根据控制指令信息进行数据监测控制，包括：将控制指令信息发送至所述远程采集终端，对温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置的数据采集进行控制。
本发明提供的土木工程结构健康状态远程监测系统，设置温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头，能够进行远程监控，同时移动探伤探头能够根据远程计算机计算的危险结果进行人为的探伤，在通过移动传输装置将信号传输到通讯系统传输到远程计算机进行分析；采用激光反射接受装置或光纤信号的传导进行土木工程结构振动、偏移的监测，灵敏度高，信号经过放大以及异类信号的滤波后，能够有效消除有如天气、地质等因素的影响，能准确的对土木工程结构的健康状态进行评价。本发明比较简单，具有良好的适用性，能够及时掌握土木工程的健康状况，并且能够根据潜在的危险进行移动探伤分析，保证工程的安全。
附图说明
图1是本发明实施例提供的土木工程结构健康状态远程监测系统结构示意图；
图中：1、远程计算机；2、通讯系统；3、控制器；4、温度传感器；5、湿度传感器；6、激光传感器；7、移动探伤探头；8、移动传输装置；9、测点装置；10、信号放大装置；11、信号屏蔽装置；12、测控装置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例的土木工程结构健康状态远程监测系统主要包括：远程计算机1、通讯系统2、控制器3、温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6、移动探伤探头7、移动传输装置8、测点装置9、信号放大装置10、信号屏蔽装置11、测控装置12；
通讯系统2与控制器3相连，且能与远程计算机1配对进行信号的传输，温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6设置在所需探测的工程上，且与控制器3相连，移动探伤探头7与移动传输装置8连线，移动传输装置8能与通讯系统2相连，测点装置9安置在被监测的土木工程结构上，测点装置9采集到的信号经过信号放大装置10进行放大后，经由信号屏蔽装置11将有干扰或影响结果的异类信号进行过滤，最后经过控制器3进行分析处理，最终反馈到测控装置12上。
本发明还可以采用如下技术措施：
在本发明的实施例中，温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6设置多组，安装在需要检测工程的关键部位。
进一步，控制器3将温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6所反馈的信号进行整理压缩，通过通讯系统2进行传输。
进一步，远程计算机1能将通讯系统2所传输的信号进行分析计算，同时进行土木工程的检测。
进一步，移动探伤探头7根据远程计算机计算2的危险结果进行人为的探伤，在通过移动传输装置8将信号传输到通讯系统2传输到远程计算机1进行分析。
进一步，传输装置采2用3G网络进行远程传输，保证传输速度。
控制器3还包括控制方法，包括：
将用户的标准指令数据与空调执行命令进行对应存储；
采集用户的指令数据，将所述用户的指令数据与所述存储器中保存的标准指令数据进行匹配，向空调器发送匹配出的空调执行命令，以使所述空调器执行相应动作；
在接收到采集的指令数据后，判断预定时间段内是否接收到采集的新指令数据，若是，则将本次匹配的指令数据保存至存储器，以与所述匹配出的空调执行命令进行对应存储，若否，则根据接收到的新指令数据进行重新匹配；
还包括：预先保存的与一空调执行命令对应的标准指令数据具有预定数目；
在保存所述本次匹配的指令数据时，删除与所述匹配出的空调执行命令对应的多个标准指令数据中的一条；
删除排序在最后的标准指令数据或与采集的指令数据匹配率最低的标准指令数据；
还包括：若在预定时间段内接收到新指令数据，则不保存本次匹配的指令数据；
还包括：采集到的指令数据为所述用户的唇部运动图像数据；
对唇部运动图像进行滤波和锐化处理，从经过处理的唇部运动图像中提取所述用户的口型特征，以得到可进行匹配处理的指令数据。
控制器3还包括数据监测控制方法，具体如下：
接收采集信息，其中，采集信息为温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6、移动探伤探头7、信号屏蔽装置11得到的信息；以及输出采集信息；输出采集信息包括：将采集信息显示在界面上。
接收采集信息及输出采集信息，采集信息包括温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6、移动探伤探头7、信号屏蔽装置11得到的信息；输出采集信息是将采集信息显示在界面上。
按照以下方式将采集信息显示在界面上：在界面上显示的采集信息进行计时；获取预先设定的计时时间阈值；以及在计时的时间达到预先设定的计时时间阈值时，控制界面上显示的所述采集信息进行刷新。
对界面上显示的采集信息进行计时；
获取预先设定的计时时间阈值，在计时的时间达到预先设定的计时时间阈值时，对控制界面上显示的所述采集信息进行刷新。
在接收采集信息之后，数据监测控制方法还包括：对采集信息进行处理，得到控制指令信息；以及根据控制指令信息进行数据监测控制。
在接收采集信息之后，对采集信息进行处理，得到控制指令信息以及根据控制指令信息进行数据监测控制。
根据控制指令信息进行数据监测控制包括：将控制指令信息发送至所述远程采集终端，对温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6、移动探伤探头7、信号屏蔽装置11的数据采集进行控制。
根据控制指令信息进行数据监测控制，包括：将控制指令信息发送至所述远程采集终端，对温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6、移动探伤探头7、信号屏蔽装置11的数据采集进行控制。
本发明具有的优点和积极效果是：该系统的测点装置采用激光反射接受装置或光纤信号的传导进行土木工程结构振动、偏移的监测，灵敏度高，信号经过放大以及异类信号的滤波后，能够有效消除有如天气、地质等因素的影响，能准确的对土木工程结构的健康状态进行评价，该监测系统比较简单，具有良好的适用性；
由于本发明设置温度传感器4、湿度传感器5、激光传感器6、移动探伤探头7，能够进行远程监控，同时移动探伤探头能够根据远程计算机计算的危险结果进行人为的探伤，在通过移动传输装置将信号传输到通讯系统传输到远程计算机进行分析，本发明能够及时掌握土木工程的健康状况，并且能够根据潜在的危险进行移动探伤分析，保证工程的安全。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，该土木工程结构健康状态远程监测系统包括：控制器、温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置；
控制器，用于对温度传感器、湿度传感器和激光传感器传输来的温度信号、湿度信号和长度、振动物理量的测量信号进行分析和处理；
温度传感器，与控制器连接，用于实现土木工程结构的温度测量，并输出温度信号至控制器；
湿度传感器，与控制器连接，用于实现土木工程结构的湿度测量，并输出湿度信号至控制器；
激光传感器，与控制器连接，用于实现土木工程结构的长度、振动物理量的测量，并输出湿度信号至控制器；
移动探伤探头，用于探测土木工程结构内部的裂纹和缺陷；
信号屏蔽装置，与控制器连接，用于将有干扰或影响结果的异类信号进行过滤，并将处理后的信号传送至控制器。
2.如权利要求1所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，该土木工程结构健康状态远程监测系统还包括：远程计算机、通讯系统、移动传输装置、测点装置、信号放大装置、测控装置；
远程计算机将通讯系统所传输的信号进行分析计算，同时进行土木工程的检测，通讯系统与控制器相连，与远程计算机配对进行信号的传输，移动探伤探头与移动传输装置连接，移动传输装置与通讯系统相连，测点装置安置在被监测的土木工程结构上，测点装置采集到的信号经过信号放大装置进行放大。
3.如权利要求1或2所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，由信号屏蔽装置将有干扰或影响结果的异类信号进行过滤，经过控制器进行分析处理，最终反馈到测控装置上。
4.如权利要求1或2所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，移动探伤探头通过通讯系统和移动传输装置连接控制器。
5.如权利要求1所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，温度传感器、湿度传感器、激光传感器设置多组，安装在需要检测工程的关键部位；传输装置采用3G网络进行远程传输。
6.如权利要求1所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，控制器还包括控制方法，包括：
将用户的标准指令数据与空调执行命令进行对应存储；
采集用户的指令数据，将所述用户的指令数据与所述存储器中保存的标准指令数据进行匹配，向空调器发送匹配出的空调执行命令，以使所述空调器执行相应动作；
在接收到采集的指令数据后，判断预定时间段内是否接收到采集的新指令数据，若是，则将本次匹配的指令数据保存至存储器，以与所述匹配出的空调执行命令进行对应存储，若否，则根据接收到的新指令数据进行重新匹配；
还包括：预先保存的与一空调执行命令对应的标准指令数据具有预定数目；
在保存所述本次匹配的指令数据时，删除与所述匹配出的空调执行命令对应的多个标准指令数据中的一条；
删除排序在最后的标准指令数据或与采集的指令数据匹配率最低的标准指令数据；
还包括：若在预定时间段内接收到新指令数据，则不保存本次匹配的指令数据；
还包括：采集到的指令数据为所述用户的唇部运动图像数据；
对唇部运动图像进行滤波和锐化处理，从经过处理的唇部运动图像中提取所述用户的口型特征，以得到能进行匹配处理的指令数据。
7.如权利要求1所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，控制器还包括数据监测控制方法，具体如下：
接收采集信息及输出采集信息，采集信息包括温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置得到的信息；输出采集信息是将采集信息显示在界面上。
8.如权利要求7所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，采集信息显示在界面上按照以下方式显示：
对界面上显示的采集信息进行计时；
获取预先设定的计时时间阈值，在计时的时间达到预先设定的计时时间阈值时，对控制界面上显示的所述采集信息进行刷新。
9.如权利要求7所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，在接收采集信息之后，还包括：在接收采集信息之后，对采集信息进行处理，得到控制指令信息以及根据控制指令信息进行数据监测控制。
10.如权利要求9所述的土木工程结构健康状态远程监测系统，其特征在于，根据控制指令信息进行数据监测控制，包括：将控制指令信息发送至所述远程采集终端，对温度传感器、湿度传感器、激光传感器、移动探伤探头、信号屏蔽装置的数据采集进行控制。
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