CN202485722U - 一种中小型桥梁运营期的安全预警装置 - Google Patents

一种中小型桥梁运营期的安全预警装置 Download PDF

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梁鹏
王旭
徐岳
李斌
吴向男
郭立明
赵卓显
楼灿洪
孟极
王秀兰
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Abstract

本实用新型公开了一种中小型桥梁运营期的安全预警装置。装置包括NICompactRIO机箱，该NICompactRIO机箱中安装有NICompactRIO嵌入式控制器、NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡，所述NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡分别与NICompactRIO嵌入式控制器连接，所述NI9237数据采集卡上连接有应变计，所述NI9203数据采集卡上连接有压力变送器，所述NI9234数据采集卡上连接有加速度传感器。该装置便于现场安装和后期维护，适用于中小桥运营期的安全预警；采用虚拟仪器，通过软件控制硬件，便于桥梁管理工作人员使用，性能可靠。

Description

一种中小型桥梁运营期的安全预警装置
技术领域
本实用新型属于电子自动控制技术领域，具体涉及一种中小型桥梁运营期的安全预警装置。
背景技术
桥梁工程投资规模大，服役期长，是交通线的关键节点。由于质量缺陷、荷载效应、环境侵蚀、材料老化、自然灾害和人为灾害等不利因素的耦合作用将不可避免地导致结构的损伤累积、抗力衰减和功能退化，从而使桥梁的安全性、适用性与耐久性下降，造成频繁养护维修，极端情况下可能引发灾难性事故。
为确保大型桥梁建造与运营全过程的可靠性，加强桥梁健康状况的监测和评估，实施全寿命周期的主动监控与养护管理，受到桥梁工作者与全社会的广泛关注。但是受经费和人员限制，量大面广的常规中、小跨径的桥梁大多没有安全监测及预警系统。特别是，超载对中小跨径桥梁的影响要远远大于对大型桥梁的影响。
目前中小型桥梁常规的检查措施基本上以人工检测为主，这种被动的检测方法仅能对明显的桥梁问题做出判断，很难确定桥梁整体健康状态及损伤发展。业内公认比较有效的如外加荷载试验等检测方式，不但花费大，还需阻断交通，影响桥梁正常使用。此外荷载试验还会加深桥梁损伤。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种基于虚拟仪器的中小型桥梁安全预警系统，以利用模块化的虚拟仪器数据采集平台，对中小型桥梁运营期应变、挠度、结构整体振动进行实时监测，如遇到异常则通过短信模块及时向桥梁管理人员报警。
为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种中小型桥梁运营期的安全预警装置，其特征在于，装置包括NICompactRIO机箱，该NICompactRIO机箱中安装有NICompactRIO嵌入式控制器、NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡，所述NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡分别与NICompactRIO嵌入式控制器连接，所述NI9237数据采集卡上连接有应变计，所述NI9203数据采集卡上连接有压力变送器，所述NI9234数据采集卡上连接有加速度传感器。
装置还包括一GSM短信模块，该GSM短信模块与NICompactRIO嵌入式控制器连接。
该装置便于现场安装和后期维护，适用于中小桥运营期的安全预警；采用虚拟仪器，通过软件控制硬件，便于桥梁管理工作人员使用，性能可靠。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式
本实用新型的中小型桥梁运营期的安全预警装置可在自然环境、交通条件或运营状况严重异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导，可在第一时间发现问题，有效避免恶性事故发生。
参考图1，本实用新型的中小型桥梁运营期的安全预警装置包括NICompactRIO机箱，该NICompactRIO机箱中安装有NICompactRIO嵌入式控制器、NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡，所述NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡分别与NICompactRIO嵌入式控制器连接，所述NI9237数据采集卡上连接有应变计，所述NI9203数据采集卡上连接有压力变送器，所述NI9234数据采集卡上连接有加速度传感器。为使工作人员及时获取到桥梁的异常信息，到达报警的目的，装置还包括一GSM短信模块，该GSM短信模块通过RS232接口与NICompactRIO嵌入式控制器连接。
NICompactRIO机箱是美国国家仪器公司生产的CompactRIO数据采集平台，其为一个多槽的机箱用于数据采集板卡的安装及连接，多种数据采集板卡可用于各种模拟、数字信号的采集，所有数据采集板卡均支持热插拔，使用方便可靠性高。
装置在使用时，将应变计、加速度传感器和压力变送器分别埋设在桥梁控制截面(跨中截面，1/4截面，墩顶截面)处，分别测量桥梁的应变、振动、及跨中挠度；采用相应的数据采集卡进行应变、挠度、振动数据的采集，NICompactRIO嵌入式控制器对数据进行采集、高速处理和实时存储，并将所采集到的数据与预先设置的阈值进行比较，如出现数据异常装置则通过GSM短信模块对工作人员发送信息达到报警的目的。
装置可采用太阳能蓄电池或者是交流电供电。当所监测桥梁处有供电网络时直接使用交流电给系统供电，当桥梁现场无供电网络是则使用太阳能蓄电池给装置供电。
工作人员可利用计算机通过网络电缆或usb线与NICompactRIO嵌入式控制器相连，用于运行数据采集平台人机交互软件，对采集平台进行检测，和定期提取存储于控制器的数据。
对于有公共传输网络的桥梁，则直接通过网络将采集到的数据传输至控制管理中心；对于没有传输网络的公路桥梁则可通过WLan、Wifi、Zigbee等无线方式传输，或者定期由人工通过手持笔记本电脑提取，并通过后续处理分析对桥梁进行状态评估和损伤预警。
装置中所使用的电子元器件均为市售的已知产品，本领域技术人员根据本申请的技术效果即可实现各电子元气件的连接。

Claims (2)

1.一种中小型桥梁运营期的安全预警装置，其特征在于，装置包括NICompactRIO机箱，该NICompactRIO机箱中安装有NICompactRIO嵌入式控制器、NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡，所述NI9237数据采集卡、NI9203数据采集卡和NI9234数据采集卡分别与NICompactRIO嵌入式控制器连接，所述NI9237数据采集卡上连接有应变计，所述NI9203数据采集卡上连接有压力变送器，所述NI9234数据采集卡上连接有加速度传感器。
2.如权利要求1所述的中小型桥梁运营期的安全预警装置，其特征在于，装置还包括一GSM短信模块，该GSM短信模块与NICompactRIO嵌入式控制器连接。
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