CN113108713A - 一种桥梁施工变形监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥梁施工变形监控装置，有效的解决了现有技术中在不设置调频处理时出现的总监控室接收的信号存在干扰，使得信号出现准确性受到影响的情况发生，本发明的一种桥梁施工变形监控装置，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路将接收到的信号进行接收后传输至信号校准电路，所述信号校准电路将信号经过谐振器和校准器后传输至总监控室，避免总监控室接收到的信号还存在有干扰的现象发生。

Description

一种桥梁施工变形监控装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，特别是一种桥梁施工变形监控装置。

背景技术

在桥梁施工过程中，为保证桥梁结构的施工安全和质量，对施工全过程进行监测和控制，为避免人为因素对监测和控制带来影响，现有技术一般是利用传感器作为信号采集模块对桥梁结构关键部位的位移、应变、应力、温度、材料性能、环境等参数进行采集，并将采集到的数据经信号处理模块进行调频处理，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号混杂在信号采集模块采集到的信号上，后经信号传输模块传输至总监控室，总监控室对信号进行分析和处理，并在桥梁结构的关键部位的参数发生变化时进行报警。

但在实际使用过程中，一般总监控室设置在距离桥梁施工现场较近的位置，以方便对整个施工现场进行掌控，但是此时信号处理模块若对信号进行调频处理，总监控室还需对信号进行解调等信号处理，这使得信号处理模块的调频处理十分多余，而若是不进行调频处理，桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号则会影响到信号传输模块传输的信号的准确性，使得总监控室无法分析出来信号所表征的参数的微小变化。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种桥梁施工变形监控装置，有效的解决了现有技术中在不设置调频处理时出现的总监控室接收的信号存在干扰，使得信号出现准确性受到影响的情况发生。

其解决的技术方案是，一种桥梁施工变形监控装置，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路将接收到的信号进行接收后传输至信号校准电路，所述信号校准电路将信号经过谐振器和校准器后传输至总监控室。

进一步地，所述信号接收电路将信号传输模块传输过来的信号进行接收，并进行滤波处理，并将滤波后的信号传输至信号校准电路。

进一步地，所述接收器包括信号接收电路包括电阻R1，电阻R1的一端分别连接电感L1的一端、双极性TVS二极管D1的一端、二极管D2的负极，二极管D2的正极连接信号传输模块，双极性TVS二极管D1的另一端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的一端，电感L1的另一端分别连接可变电容C2的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接电容C3的一端、电容C4的一端、电感L3的一端，电感L3的另一端分别连接电感L4的一端、电容C7的一端、可变电容C6的一端，电感L4的另一端分别连接可变电容C6的另一端、电感L5的一端、电容C5的一端并连接信号地，电容C1的另一端分别连接可变电容C2的另一端、电容C3的另一端并连接地，电容C4的另一端分别连接电容C5的另一端、电感L5的另一端。

进一步地，所述信号校准电路包括谐振器和校准器，所述谐振器将信号接收电路传输过来的信号进行谐振处理，校准器将谐振后的信号进行校准处理后传输至总监控室。

进一步地，所述谐振器包括三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端、信号接收电路中的电容C7的另一端，三极管Q1的集电极分别连接可变电感L6的一端、电容C8的一端、电阻R11的一端，电容C8的另一端分别连接可变电感L6的另一端、电阻R2的另一端并连接正极性电源VCC，三极管Q1的发射极分别连接电阻R3的另一端、信号接收电路中的电容C1的另一端并接地，电阻R11的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接运放器U2B的输出端、电阻R6的一端、稳压管D3的负极，运放器U1B的输出端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R6的另一端、稳压管D3的正极。

进一步地，所述校准器包括三极管Q2，三极管Q2的基极分别连接电容C11的一端、电容C10的一端、电阻R4的一端，电容C11的另一端分别连接电阻R7的一端、电阻R8的一端、场效应管Q3的栅极、谐振器中的运放器U1B的输出端、运放器U2B的同相端，三极管Q2的集电极分别连接电阻R4的另一端、电容C10的另一端、信号接收电路中的电感L3的一端、电感L2的另一端，三极管Q2的发射极与电故障R5的一端相连接，电故障R7的另一端分别连接电阻R9的一端、谐振器中的电阻R2的另一端并连接正极性电源VCC，场效应管Q3的漏极与电故障R9的另一端相连接，场效应管Q3的源极分别连接电阻R10的一端、电容C9的一端、谐振器中的稳压管D3的负极，电容C9的另一端连接总监控室，电阻R10的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R8的另一端并接地。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

通过设置电感L1、电感L2、可变电容C1、电容C3对信号进行阻抗匹配，以避免信号在总监控室内的信号线内传输时，因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，利用电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5对信号进行滤波，将信号频段范围之外的都视作干扰给滤除，如从而桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，避免对信号形成干扰，再利用可变电感L6、电容C8、三极管Q1对信号接收电路经电容C7耦合过来的信号所在的频段范围进行谐振，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号与信号传输模块传输的信号所在的频段范围有重叠，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号的重叠部分影响到信号的准确性，当信号中还存在有不属于信号的频率存在时，则信号被反馈至电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5上重新进行滤波，以期将信号所在频率之外的其他频率给完全滤除，最大限度的保证信号频率的准确性，避免总监控室接收到的信号还存在有干扰的现象发生。

附图说明

图1为桥梁结构关键部位监控示意图。

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1-2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种桥梁施工变形监控装置，应用于总监控室的信号接收端，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路利用二极管D2来接收经信号传输模块传输至总监控室的信号，利用双极性TVS二极管D1来抑制浪涌现象，并在信号幅值过高时，利用电容C1泄放部分幅值至大地，利用电感L1、电感L2、可变电容C1、电容C3对信号进行阻抗匹配，以避免信号在总监控室内的信号线内传输时，因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，并利用电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5对信号进行滤波，只保留信号所在的频段范围，将信号频段范围之外的都视作干扰给滤除，如从而桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，避免对信号形成干扰，滤波后的信号所在的频段范围经电容C7耦合至信号校准电路中，所述信号校准电路包括谐振器和校准器，所述谐振器利用可变电感L6、电容C8、三极管Q1对信号接收电路经电容C7耦合过来的信号所在的频段范围进行谐振，利用运放器U1B和运放器U2B对信号进行同相放大处理，避免信号在滤波和谐振时产生损耗，利用稳压管D3来检测信号经运放器U1B放大后的幅值，运放器U1B同相放大后的信号经电容C11耦合至三极管Q2上，三极管Q2、电容C10、电阻R4对信号进行检测，当信号中还存在有不属于信号的频率存在时，则信号被反馈至电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5上重新进行滤波，以期将信号所在频率之外的其他频率给完全滤除，最大限度的保证信号频率的准确性，利用场效应管Q3对信号进行缓冲，并利用电容C9将信号耦合至总监控室，以实现信号能最大限度的进入总监控室；

所述信号接收电路利用二极管D2来接收经信号传输模块传输至总监控室的信号，为避免信号幅值过高时引起总监控室信号接收端的浪涌现象，利用双极性TVS二极管D1来抑制，并在信号幅值过高时，利用电容C1泄放部分幅值至大地，利用电感L1、电感L2、可变电容C1、电容C3对信号进行阻抗匹配，以避免信号在总监控室内的信号线内传输时，因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，并利用电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5对信号进行滤波，只保留信号所在的频段范围，将信号频段范围之外的都视作干扰给滤除，如桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，避免对信号形成干扰，滤波后的信号所在的频段范围经电容C7耦合至信号校准电路中；

所述信号接收电路包括电阻R1，电阻R1的一端分别连接电感L1的一端、双极性TVS二极管D1的一端、二极管D2的负极，二极管D2的正极连接信号传输模块，双极性TVS二极管D1的另一端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的一端，电感L1的另一端分别连接可变电容C2的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接电容C3的一端、电容C4的一端、电感L3的一端，电感L3的另一端分别连接电感L4的一端、电容C7的一端、可变电容C6的一端，电感L4的另一端分别连接可变电容C6的另一端、电感L5的一端、电容C5的一端并连接信号地，电容C1的另一端分别连接可变电容C2的另一端、电容C3的另一端并连接地，电容C4的另一端分别连接电容C5的另一端、电感L5的另一端；

所述信号校准电路包括谐振器和校准器，所述谐振器利用可变电感L6、电容C8、三极管Q1对信号接收电路经电容C7耦合过来的信号所在的频段范围进行谐振，将信号所在的频率选择出来，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号与信号传输模块传输的信号所在的频段范围有重叠，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号的重叠部分影响到信号的准确性，同时也避免了总监控室误报警的情况发生，利用运放器U1B和运放器U2B对信号进行同相放大处理，避免信号在利用电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5进行滤波和利用可变电感L6、电容C8进行谐振时造成的损耗，运放器U2B对运放器U1B放大后的信号进行跟随处理，利用稳压管D3来检测信号经运放器U1B放大后的幅值，运放器U1B同相放大后的信号经电容C11耦合至三极管Q2上，三极管Q2、电容C10、电阻R4对信号进行检测，当信号中还存在有不属于信号的频率存在时，则信号被反馈至电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5上重新进行滤波，以期将信号所在频率之外的其他频率给完全滤除，最大限度的保证信号频率的准确性，利用场效应管Q3对信号进行缓冲，并利用电容C9将信号耦合至总监控室，以实现信号能最大限度的进入总监控室；

所述谐振器包括三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端、信号接收电路中的电容C7的另一端，三极管Q1的集电极分别连接可变电感L6的一端、电容C8的一端、电阻R11的一端，电容C8的另一端分别连接可变电感L6的另一端、电阻R2的另一端并连接正极性电源VCC，三极管Q1的发射极分别连接电阻R3的另一端、信号接收电路中的电容C1的另一端并接地，电阻R11的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接运放器U2B的输出端、电阻R6的一端、稳压管D3的负极，运放器U1B的输出端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R6的另一端、稳压管D3的正极；

所述校准器包括三极管Q2，三极管Q2的基极分别连接电容C11的一端、电容C10的一端、电阻R4的一端，电容C11的另一端分别连接电阻R7的一端、电阻R8的一端、场效应管Q3的栅极、谐振器中的运放器U1B的输出端、运放器U2B的同相端，三极管Q2的集电极分别连接电阻R4的另一端、电容C10的另一端、信号接收电路中的电感L3的一端、电感L2的另一端，三极管Q2的发射极与电故障R5的一端相连接，电故障R7的另一端分别连接电阻R9的一端、谐振器中的电阻R2的另一端并连接正极性电源VCC，场效应管Q3的漏极与电故障R9的另一端相连接，场效应管Q3的源极分别连接电阻R10的一端、电容C9的一端、谐振器中的稳压管D3的负极，电容C9的另一端连接总监控室，电阻R10的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R8的另一端并接地。

本发明在进行具体使用的时候，所述信号接收电路利用二极管D2来接收经信号传输模块传输至总监控室的信号，利用双极性TVS二极管D1来抑制浪涌现象，并在信号幅值过高时，利用电容C1泄放部分幅值至大地，利用电感L1、电感L2、可变电容C1、电容C3对信号进行阻抗匹配，以避免信号在总监控室内的信号线内传输时，因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，并利用电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5对信号进行滤波，只保留信号所在的频段范围，将信号频段范围之外的都视作干扰给滤除，如桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，避免对信号形成干扰，滤波后的信号所在的频段范围经电容C7耦合至信号校准电路中，所述信号校准电路包括谐振器和校准器，所述谐振器利用可变电感L6、电容C8、三极管Q1对信号接收电路经电容C7耦合过来的信号所在的频段范围进行谐振，利用运放器U1B和运放器U2B对信号进行同相放大处理，避免信号在滤波和谐振时产生损耗，利用稳压管D3来检测信号经运放器U1B放大后的幅值，运放器U1B同相放大后的信号经电容C11耦合至三极管Q2上，三极管Q2、电容C10、电阻R4对信号进行检测，当信号中还存在有不属于信号的频率存在时，则信号被反馈至电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5上重新进行滤波，以期将信号所在频率之外的其他频率给完全滤除，最大限度的保证信号频率的准确性，利用场效应管Q3对信号进行缓冲，并利用电容C9将信号耦合至总监控室，以实现信号能最大限度的进入总监控室；

通过设置电感L1、电感L2、可变电容C1、电容C3对信号进行阻抗匹配，以避免信号在总监控室内的信号线内传输时，因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，利用电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5对信号进行滤波，将信号频段范围之外的都视作干扰给滤除，如从而桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，避免对信号形成干扰，再利用可变电感L6、电容C8、三极管Q1对信号接收电路经电容C7耦合过来的信号所在的频段范围进行谐振，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号与信号传输模块传输的信号所在的频段范围有重叠，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号的重叠部分影响到信号的准确性，当信号中还存在有不属于信号的频率存在时，则信号被反馈至电容C4、电容C5、电感L5、电感L3、电感L4、可变电容C5上重新进行滤波，以期将信号所在频率之外的其他频率给完全滤除，最大限度的保证信号频率的准确性，避免总监控室接收到的信号还存在有干扰的现象发生。

Claims (6)

1.一种桥梁施工变形监控装置，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，其特征在于，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路将接收到的信号进行接收后传输至信号校准电路，所述信号校准电路将信号经过谐振器和校准器后传输至总监控室。

2.如权利要求1所述的一种桥梁施工变形监控装置，其特征在于，所述信号接收电路将信号传输模块传输过来的信号进行接收，并进行滤波处理，并将滤波后的信号传输至信号校准电路。

3.如权利要求2所述的一种桥梁施工变形监控装置，其特征在于，所述信号接收电路包括电阻R1，电阻R1的一端分别连接电感L1的一端、双极性TVS二极管D1的一端、二极管D2的负极，二极管D2的正极连接信号传输模块，双极性TVS二极管D1的另一端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的一端，电感L1的另一端分别连接可变电容C2的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接电容C3的一端、电容C4的一端、电感L3的一端，电感L3的另一端分别连接电感L4的一端、电容C7的一端、可变电容C6的一端，电感L4的另一端分别连接可变电容C6的另一端、电感L5的一端、电容C5的一端并连接信号地，电容C1的另一端分别连接可变电容C2的另一端、电容C3的另一端并连接地，电容C4的另一端分别连接电容C5的另一端、电感L5的另一端。

4.如权利要求1所述的一种桥梁施工变形监控装置，其特征在于，所述信号校准电路包括谐振器和校准器，所述谐振器将信号接收电路传输过来的信号进行谐振处理，校准器将谐振后的信号进行校准处理后传输至总监控室。

5.如权利要求4所述的一种桥梁施工变形监控装置，其特征在于，所述谐振器包括三极管Q1，三极管Q1的基极分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端、信号接收电路中的电容C7的另一端，三极管Q1的集电极分别连接可变电感L6的一端、电容C8的一端、电阻R11的一端，电容C8的另一端分别连接可变电感L6的另一端、电阻R2的另一端并连接正极性电源VCC，三极管Q1的发射极分别连接电阻R3的另一端、信号接收电路中的电容C1的另一端并接地，电阻R11的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接运放器U2B的输出端、电阻R6的一端、稳压管D3的负极，运放器U1B的输出端与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R6的另一端、稳压管D3的正极。

6.如权利要求4所述的一种桥梁施工变形监控装置，其特征在于，所述校准器包括三极管Q2，三极管Q2的基极分别连接电容C11的一端、电容C10的一端、电阻R4的一端，电容C11的另一端分别连接电阻R7的一端、电阻R8的一端、场效应管Q3的栅极、谐振器中的运放器U1B的输出端、运放器U2B的同相端，三极管Q2的集电极分别连接电阻R4的另一端、电容C10的另一端、信号接收电路中的电感L3的一端、电感L2的另一端，三极管Q2的发射极与电故障R5的一端相连接，电故障R7的另一端分别连接电阻R9的一端、谐振器中的电阻R2的另一端并连接正极性电源VCC，场效应管Q3的漏极与电故障R9的另一端相连接，场效应管Q3的源极分别连接电阻R10的一端、电容C9的一端、谐振器中的稳压管D3的负极，电容C9的另一端连接总监控室，电阻R10的另一端分别连接电阻R5的另一端、电阻R8的另一端并接地。

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