CN204988369U - 桥梁大位移伸缩缝结构监测系统 - Google Patents

桥梁大位移伸缩缝结构监测系统 Download PDF

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周逸
唐建辉
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苗秀鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，包括：光源靶标，用以安装于伸缩缝结构移动端及型钢处；摄像机，用以安装于伸缩缝结构固定端，实时监测光源靶标位移变化，以获取伸缩缝缝宽位移变化及梁端位移变化；温湿度传感器，用以安装于伸缩缝结构型钢底端；拾振器，用以安装于型钢底端；摄像机接于网络交换机，网络交换机接于现场采集站，现场采集站通过无线网络接于服务器，温湿度传感器及拾振器均接于采集仪，采集仪接于串口服务器，串口服务器接于网络交换机。本实用新型采用光电技术及传感网络可以监测伸缩缝位移变化、结构温湿度及振动等伸缩缝结构动力特性。

Description

桥梁大位移伸缩缝结构监测系统
技术领域
本实用新型涉及桥梁大位移伸缩缝结构监测系统。
背景技术
随着我国国民经济的持续发展，我国交通基础设施建设进入了一个高速发展的阶段，而桥梁建设技术的日益进步，使得跨江、跨海、跨峡谷的大跨度桥梁如雨后春笋般地出现，与之相应的，大位移伸缩装置在桥梁上的使用也越来越频繁。需要使用大位移伸缩装置的桥梁往往都是国家、地区的重大工程，对使用的桥梁部件产品都提出了相当高的要求，因此大位移伸缩装置与普通的伸缩装置相比，结构更复杂，设计、生产和安装难度更高，价格也比普通伸缩装置高出10倍以上，具有比较高的技术附加值。
众所周知，我国的公路交通目前普遍存在超载车辆多、车流量大的现象，无论进口或是国产的大位移伸缩装置，在使用过程中都出现过很多问题，而大位移伸缩装置由于其体量大，结构复杂，一旦发生损坏，不管是维修还是更换，都会严重影响交通，造成巨大的经济损失。要解决这些问题，除了保证施工质量之外，一方面，我们需要加强对交通的管理，减轻伸缩装置的负担；另一方面，更需要伸缩装置的设计生产单位从产品的工作原理，尤其是动力学角度出发，找出产品发生早期损坏的原因，有针对性地对结构、材料、工艺等进行改进，对加工、装配、检验、安装、维护等工作出明确的指导，使产品能够更加的适应我国的国情。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种能够实时监测大位移桥梁伸缩缝结构的桥梁大位移伸缩缝结构监测系统。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，包括：
光源靶标，用以安装于伸缩缝结构移动端及型钢处；
摄像机，用以安装于伸缩缝结构固定端，实时监测光源靶标位移变化，以获取伸缩缝缝宽位移变化及梁端位移变化；
温湿度传感器，用以安装于伸缩缝结构型钢底端；
拾振器，用以安装于型钢底端；
其中，所述摄像机接于网络交换机，所述网络交换机接于现场采集站，所述现场采集站通过无线网络接于服务器，所述温湿度传感器及拾振器均接于采集仪，所述采集仪接于串口服务器，所述串口服务器接于网络交换机。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型采用光电技术及传感网络可以监测伸缩缝位移变化、结构温湿度及振动等伸缩缝结构动力特性；采用电源控制器及采集频率控制能有效控制电源达到节能功能；采用无线传输技术，可以对桥梁伸缩缝结构进行远程实时、全面监测；采用现代网络通信技术，可以组建大型监控网。
附图说明
图1为实施例中桥梁大位移伸缩缝结构监测系统组成图。
图2为实施例中桥梁大位移伸缩缝结构监测系统安装示意图。
图3为实施例系统供电结构图。
图4为实施例中信息采集流程图。
图5为靶标示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参见图1到图4，一种桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，包括：光源靶标1，用以安装于伸缩缝结构移动端及型钢处；摄像机2，用以安装于伸缩缝结构固定端，实时监测光源靶标位移变化，以获取伸缩缝缝宽位移变化及梁端位移变化；温湿度传感器3，用以安装于伸缩缝结构型钢底端；拾振器4，用以安装于型钢底端；其中，所述摄像机接于网络交换机，所述网络交换机接于现场采集站，所述现场采集站通过无线网络接于服务器，所述温湿度传感器及拾振器均接于采集仪，所述采集仪接于串口服务器，所述串口服务器接于网络交换机。所述串口服务器接于激光测距仪，所述激光测距仪用于监测伸缩缝结构固定端到移动端或者型钢的距离。
本实施例中，所述无线网络为4G或GPRS网络。所述串口服务器接于电源控制器。所述监测系统与太阳能供电设备连接(太阳能电池板+蓄电池)。
系统通过安装于伸缩缝的摄像机及光源靶标可以测量伸缩缝缝宽均匀性及梁端位移变化，通过安装于伸缩缝的温湿度传感器可以测量伸缩缝温湿度，通过安装于伸缩缝的拾振器可以测量伸缩缝的振动特性。系统所有设备均由太阳能进行供电，现场采集站通过无线传输模块将采集数据实时远程传输于服务器端。
靶标(靶标的设计可参考现有技术，非本申请的发明点，不作详述，例如：参见图5，靶标是由LED有源光组成的正方形靶标，图中示出了LED光源L)及摄像机测量被测结构体的二维位移，激光测距仪(图中未示，激光测距仪接于串口服务器)测量固定体到被测体的一维距离(例如伸缩缝结构固定端到移动端或型钢的一维距离)，电源控制器通过串口服务器对所有设备供电进行控制，激光测距仪及摄像机采集到的数据通过网络交换机传输给现场采集站进行数据处理，采集站处理得到的结构信息通过4G/GPRS网络远程传输到服务器端。
由于伸缩缝安装环境限制，现场统一采用：传感器——采集模块——传输系统的结构。采集箱(监测系统)采用蓄电池供电，太阳能电池板充电的结构满足现场用电需求。采集模块读取传感器数据，然后通过GPRS传输到本地数据中心，如此完成监控数据的采集传输逻辑。
图4所示为伸缩缝结构监测系统的信息采集的流程，采集模块发出采集指令时，电源控制器启动电源并完成采集项的采集并进行处理，采集完毕后发送指令关闭电源达到节能的目的。
测量原理：利用激光测距设备可测量固定体到测点之间的距离，利用摄像机对靶标进行图像采集；当被测结构发生三维位移变化时，采集的图像上形成光斑也会位移变化，激光测距仪采集到的距离信号也会发生变化。基于靶标光斑变化前后的两幅图像，通过图像处理算法(可参考现有技术，非本申请发明点，不作详述)，找出两次光斑的中心位置，通过计算两次中心位置的位移变化量，可算出被测结构的二维位移变化量。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，其特征在于，包括：
光源靶标(1)，用以安装于伸缩缝结构移动端及型钢处；
摄像机(2)，用以安装于伸缩缝结构固定端，实时监测光源靶标位移变化，以获取伸缩缝缝宽位移变化及梁端位移变化；
温湿度传感器(3)，用以安装于伸缩缝结构型钢底端；
拾振器(4)，用以安装于型钢底端；
其中，所述摄像机接于网络交换机，所述网络交换机接于现场采集站，所述现场采集站通过无线网络接于服务器，所述温湿度传感器及拾振器均接于采集仪，所述采集仪接于串口服务器，所述串口服务器接于网络交换机。
2.根据权利要求1所述的桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，其特征在于：所述无线网络为4G或GPRS网络。
3.根据权利要求1所述的桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，其特征在于：所述串口服务器接于电源控制器。
4.根据权利要求1所述的桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，其特征在于：所述监测系统与太阳能供电设备连接。
5.根据权利要求1所述的桥梁大位移伸缩缝结构监测系统，其特征在于：所述串口服务器接于激光测距仪，所述激光测距仪用于监测伸缩缝结构固定端到移动端或者型钢的距离。
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