CN204594499U - 一种结构健康监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及混凝土结构监测技术领域，具体涉及一种结构健康监测系统。由下述结构构成：传感器子系统，传感器子系统与数据采集子系统连接，数据采集子系统与监控中心连接；其中传感器子系统由加速度传感器、应变计传感器、热电偶和位移计组成。本实用新型的优点效果：可实时在线的对结构进行监测，实现对监测信号的同步采集、数据的实时在线处理，实现对结构的振动加速度、变形应变、振动位移和环境温度等物理量的实时在线监测，采用板卡式数据采集子系统增强硬件的集成性。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土结构监测技术领域，具体涉及一种结构健康监测系统。
背景技术
近年来，经济的飞速发展和科技的不断进步使得许多大型建筑结构得以兴建，而由于自然灾害或人为因素等对重要结构造成损伤和破坏的事故屡见不鲜，这些土木工程结构的突然折断、建筑骤然倒塌等，造成了重大的人员伤亡和财产损失，已经引起人们对于重大工程安全性的关心和重视。当大型结构发生突发性损伤时，如果能够及时做出判断和警报，采取应急处理措施，可以防止损伤进一步发展和引发其它事故；对于长期在役的重要结构，如果能够定期对其累积损伤的程度做出正确评估，就可以充分掌握结构的工作状态，确保结构的安全。在此工程背景下，结构健康监测应运而生，并成为土木工程学科发展的一个重要领域。
传统的结构监测技术虽然能够对待测结构起到一定的健康诊断功能，但是，其应用于实际工程还面临着一些问题。
对于健康监测仪器而言，传统的健康监测工作需要信号放大器、滤波器、驱动电源、电荷放大器、计算机、信号采集设备等多种仪器，而这些仪器都相互独立的，在实际应用中携带如此多的设备恐难实现。故健康监测系统的开发需要寻找一个合适的平台加强其硬件的集成性。
对于结构健康监测技术而言，如何将数据分析与现场监测结合起来，有效地保证对数据进行实时在线的分析，从而实现监测系统实时在线的监测，这也是一个亟待解决的问题。
对于健康监测系统的可靠性而言，由于建筑结构往往处于风、雨、地震、火灾等恶劣环境之中，面对如此恶劣的环境，如何保证传感器在健康监测系统中的可靠、稳定的运行，如何保护系统不受外界环境的干扰，也是我们在结构健康监测系统工程实用化过程中必须解决的问题。
发明内容
本实用新型提供一种结构健康监测系统，目的是增强硬件的集成性。
为解决上述技术问题,本实用新型一种结构健康监测系统，由下述结构构成：传感器子系统，传感器子系统与数据采集子系统连接，数据采集子系统与监控中心连接；其中传感器子系统由加速度传感器、应变计传感器、热电偶和位移计组成。
监控中心由下述结构构成：数据处理模块与微处理器和数据管理模块连接，微处理器与数据管理模块连接，与微处理器连接的报警器。
数据采集子系统包括与应变计传感器连接的NI-9235板卡，与加速度传感器连接的NI-9234板卡，与热电偶和位移计连接的NI-9219板卡。
加速度传感器为YD-3A型压电式加速度传感器。
应变计传感器为M320003型单通道静态电阻应变仪。
热电偶为k型热电偶。
位移计为YHD-20型位移传感器。
本实用新型的优点效果：可实时在线的对结构进行监测，实现对监测信号的同步采集、数据的实时在线处理，实现对结构的振动加速度、变形应变、振动位移和环境温度等物理量的实时在线监测，采用板卡式数据采集子系统增强硬件的集成性。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图中：1、传感器子系统；11、加速度传感器；12、应变计传感器；13、热电偶；14、位移计；2、数据采集子系统；21、NI-9235板卡；22、NI-9234板卡；23、NI-9219板卡；3、监控中心；31、数据处理模块；32、微处理器；33、数据管理模块；34、报警器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种结构健康监测系统，由下述结构构成：传感器子系统1，传感器子系统1与数据采集子系统2连接，数据采集子系统2与监控中心3连接；其中传感器子系统1由加速度传感器11、应变计传感器12、热电偶13和位移计14组成。
监控中心3由下述结构构成：数据处理模块31与微处理器32和数据管理模块33连接，微处理器32与数据管理模块33连接，与微处理器32连接的报警器34。
数据采集子系统2包括与应变计传感器12连接的NI-9235板卡21，与加速度传感器11连接的NI-9234板卡22，与热电偶13和位移计14连接的NI-9219板卡23。
加速度传感器11为YD-3A型压电式加速度传感器。
应变计传感器12为M320003型单通道静态电阻应变仪。
热电偶13为k型热电偶。
位移计14为YHD-20型位移传感器。
本实用新型可以实时、在线地完成数据的采集、将采集到的物理信号利用传输给监控中心。
本实用新型的物理量监测有加速度、应变、位移和温度，采集结构各相关物理量的实时数据，并进行分析监测。
所述的加速度监测是：加速度传感器获取建筑结构在风、地震等荷载作用下的动态响应信号，并将加速度信号传输到NI-9234板卡上，NI-9234板卡通过数据处理与分析，获得结构待测点处的实时信号，为以后研究结构抗震、减振以及结构健康监测等提供技术支持。
所述的应变监测是：获取建筑结构在外界何在作用下的应变信号，并将应变信号传输到NI-9235板卡上，NI-9235板卡通过数据处理与分析，获得结构待测点处的实时信号，为研究结构抗震、抗变形性能提供技术支持。
所述的温度监测是利用温度传感器获取建筑结构在爆炸、火灾等作用下的温度响应信号，并将温度信号传输到NI-9219板卡上，NI-9219板卡通过数据处理与分析，获得结构待测点处的温度信号。
所述的位移监测对结构位移信号的采集工作，并将位移信号传输到NI-9219板卡上，NI-9219板卡通过数据处理与分析，获得结构待测点处的实时信号。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种结构健康监测系统，其特征在于由下述结构构成：传感器子系统，传感器子系统与数据采集子系统连接，数据采集子系统与监控中心连接；其中传感器子系统由加速度传感器、应变计传感器、热电偶和位移计组成。
2.根据权利要求1所述的一种结构健康监测系统，其特征在于监控中心由下述结构构成：数据处理模块与微处理器和数据管理模块连接，微处理器与数据管理模块连接，与微处理器连接的报警器。
3.根据权利要求1所述的一种结构健康监测系统，其特征在于数据采集子系统包括与应变计传感器连接的NI-9235板卡，与加速度传感器连接的NI-9234板卡，与热电偶和位移计连接的NI-9219板卡。
4.根据权利要求3所述的一种结构健康监测系统，其特征在于加速度传感器为YD-3A型压电式加速度传感器。
5.根据权利要求3所述的一种结构健康监测系统，其特征在于应变计传感器为M320003型单通道静态电阻应变仪。
6.根据权利要求3所述的一种结构健康监测系统，其特征在于热电偶为k型热电偶。
7.根据权利要求3所述的一种结构健康监测系统，其特征在于位移计为YHD-20型位移传感器。
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| CN204594499U true CN204594499U (zh) | 2015-08-26 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105486881A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-13 | 盐城工学院 | 一种检测用自供电内置式无线速度传感器 |
| CN105527457A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-27 | 盐城工学院 | 一种结构检测用内置式无线加速度传感器 |
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| CN108458858A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-08-28 | 嘉兴博感科技有限公司 | 一种火车车钩结构健康监测系统 |
| CN111579057A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-25 | 郑州海为电子科技有限公司 | 一种全向振动感知探测器 |
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