CN218822149U - 一种无线桥梁应变监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线桥梁应变监测系统，包括：应变数据采集模块，用于桥梁应变数据的采集和传输，包括应变传感器和安装于应变传感器上的单点发射器；干扰因素检测模块，包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述应变传感器的安装点；数据处理中心，包括应变数据储存模块、数据处理模块和温度补偿模块，所述数据处理模块与数据储存模块、温度补偿模块之间电连接，所述数据储存模块通信连接至所述应变传感器的单点发射器，所述温度补偿模块通信连接至所述温度传感器；通过上述技术方案，解决现有应变片在数据监测和数据传输时，容易受到温度、外界磁场等外界环境的干扰导致数据的监测和传输产生误差，影响监测系统的准确性的问题。

Description

一种无线桥梁应变监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁应变监测系统，特别是涉及一种无线桥梁应变监测系统。

背景技术

静态应变测量是桥梁静载试验的重要内容，而静态应变直接反映桥梁在外荷载作用下的局部受力情况，是桥梁结构健康状态的重要参数和桥梁安全性评估的重要指标，因此，在桥梁施工、运营、维护中，通过对桥梁进行应变的实时监测，对评定桥梁结构的健康状况有重要意义。

传统的静态应变测量中，由测量人员使用数据采集仪依次对多个监控点进行数据采集并作记录，每到一个传感器预埋点都需将传感器线缆接入采集仪，再执行数据采集，这种方式的缺点是操作复杂，人工采集成本高。

随着科技的发展，逐渐出现了自动桥梁无线监测系统，例如，中国专利CN110111552A公开了一种基于ZigBee的无线桥梁多点多信道应变监测系统，包括无线传感器、路由器、网关、太阳能供电模块和上位机；无线传感器包括电阻式应变片、信号调理模块、信号采集模块和无线传输模块；路由器即无线传输模块；网关包括主控模块和3个无线传输模块；太阳能电源模块为无线传感器和路由器提供电能；通过便携电脑端设计的基于Qt5的上位机软件接收传感器信号，完成本地存储并上传至云端服务器，从而完成应变信号的采集和桥梁健康监测。

上述的无线监测系统是监测模块为电阻式应变片，应变片在数据监测和数据传输时，容易受到温度、外界磁场等外界环境的干扰导致数据的监测和传输产生误差，影响监测系统的准确性。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种无线桥梁应变监测系统，用于解决现有技术中应变片在数据监测和数据传输时，容易受到温度、外界磁场等外界环境的干扰导致数据的监测和传输产生误差，影响监测系统的准确性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种无线桥梁应变监测系统，包括：

应变数据采集模块，用于桥梁应变数据的采集和传输，包括应变传感器和安装于应变传感器上的单点发射器；

干扰因素检测模块，包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述应变传感器的安装点；

数据处理中心，包括应变数据储存模块、数据处理模块和温度补偿模块，所述数据处理模块与数据储存模块、温度补偿模块之间电连接，所述数据储存模块通信连接至所述应变传感器的单点发射器，所述温度补偿模块通信连接至所述温度传感器。

通过上述技术方案，应变传感器采集桥梁应变数据，并将数据传输给单点发射器，由单点发射器将数据直接转换为电信号，电信号传输至数据处理中心，便于监测和观察；同时，温度传感器中将应变传感器坐在位置的温度数据也同步传输至温度补偿模块，温度补偿模块通过温度补偿公式计算，并将数据传输给数据处理中心，数据处理中心综合多方数据最终得出桥梁应变数据，避免因温度原因造成的数据误差，此外，应变传感器直接跟单点发射器连接，即将应变传感器输出信号后，立即将信号转换为电流信号，避免应变传感器的信号在传输过程中收到磁场的干扰。

于本实用新型的一实施例中，所述无线桥梁应变监测系统还包括异常数据采集模块，所述异常数据采集模块包括异常数据采集芯片和故障警报装置，所述异常数据采集芯片电性连接至所述数据处理模块，所述异常数据采集芯片与所述故障警报装置电性连接。

通过上述技术方案，异常数据采集模块将数据处理模块中明显不正常的数据筛选出来，进行故障次数的统计，便于追溯和统计，而当异常数据产生后，异常数据采集芯片将信号输送至故障警报装置，故障警报装置发出警报，及时通知相关人员，进行维修和故障原因分析。

于本实用新型的一实施例中，所述干扰因素检测模块还包括磁力仪，所述磁力仪设置于所述应变传感器的安装点，用于测量应变传感器附近的磁场变化，所述磁力仪通信连接至异常数据采集模块。

通过上述技术方案，磁力仪用于检测应变传感器周围是否存在干扰磁场，并将干扰磁场的参数传输至异常数据采集模块，当干扰磁场长期存在时，相关操作人员可以及时获知情况并进行干扰因素排查，增加监测数据的准确性。

于本实用新型的一实施例中，所述故障警报装置包括三色信号灯、固定三色信号灯的支撑架，所述三色信号灯通过无线网络通信连接至异样数据采集芯片。

于本实用新型的一实施例中，所述应变传感器上还安装有GPS定位件，所述GPS定位件电信号连接至数据处理中心。

通过上述技术方案，设置GPS定位件是为了操作人员更快、更准确的判断产生故障或干扰因素的应变传感器的位置，从而更好的处理异常情况。

如上所述，本实用新型的无线桥梁应变监测系统，具有以下有益效果：

1、应温度传感器中将应变传感器坐在位置的温度数据也同步传输至温度补偿模块，温度补偿模块通过温度补偿公式计算，并将数据传输给数据处理中心，数据处理中心综合多方数据最终得出桥梁应变数据，避免因温度原因造成的数据误差，此外，应变传感器直接跟单点发射器连接，即将应变传感器输出信号后，立即将信号转换为电流信号，避免应变传感器的信号在传输过程中收到磁场的干扰。

2、磁力仪用于检测应变传感器周围是否存在干扰磁场，并将干扰磁场的参数传输至异常数据采集模块，当干扰磁场长期存在时，相关操作人员可以及时获知情况并进行干扰因素排查，增加监测数据的准确性。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例1中公开的无线桥梁应变监测系统的系统结构示意图。

图2显示为本实用新型实施例2中公开的无线桥梁应变监测系统的系统结构示意图。

元件标号说明

1、应变数据采集模块；2、干扰因素检测模块；3、数据处理中心；4、应变数据储存模块；5、数据处理模块；6、温度补偿模块；7、异常检测模块；8、异常数据采集芯片；9、故障警报装置；10、磁力仪；11、应变传感器；12、单点发射器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

请参阅图1，本实用新型提供一种无线桥梁应变监测系统，包括：

应变数据采集模块1，用于桥梁应变数据的采集和传输，包括应变传感器11和安装于应变传感器11上的单点发射器12；

干扰因素检测模块2，包括温度传感器，温度传感器设置于应变传感器11的安装点；

数据处理中心3，包括应变数据储存模块4、数据处理模块5和温度补偿模块6，数据处理模块5与数据储存模块、温度补偿模块6之间电连接，数据储存模块通信连接至应变传感器11的单点发射器12，温度补偿模块6通信连接至温度传感器。

应变传感器11采集桥梁应变数据，并将数据传输给单点发射器12，由单点发射器12将数据直接转换为电信号，电信号传输至数据处理中心3，便于监测和观察；同时，温度传感器中将应变传感器11坐在位置的温度数据也同步传输至温度补偿模块6，温度补偿模块6通过温度补偿公式计算，并将数据传输给数据处理中心3，数据处理中心3综合多方数据最终得出桥梁应变数据，避免因温度原因造成的数据误差，此外，应变传感器11直接跟单点发射器12连接，即将应变传感器11输出信号后，立即将信号转换为电流信号，避免应变传感器11的信号在传输过程中收到磁场的干扰。

无线桥梁应变监测系统还包括异常数据采集模块，异常数据采集模块包括异常数据采集芯片8和故障警报装置9，异常数据采集芯片8电性连接至数据处理模块5，异常数据采集芯片8与故障警报装置9电性连接。

异常数据采集模块将数据处理模块5中明显不正常的数据筛选出来，进行故障次数的统计，便于追溯和统计，而当异常数据产生后，异常数据采集芯片8将信号输送至故障警报装置9，故障警报装置9发出警报，及时通知相关人员，进行维修和故障原因分析。

更进一步的，故障警报装置9包括三色信号灯、固定三色信号灯的支撑架，三色信号灯通过无线网络通信连接至异样数据采集芯片。

实施例2

请参阅图2，本实施例与实施例1的区别之处在于，无线桥梁应变监测系统还包括磁力仪10，磁力仪10设置于应变传感器11的安装点，用于测量应变传感器11附近的磁场变化，磁力仪10通信连接至异常数据采集模块。

磁力仪10用于检测应变传感器11周围是否存在干扰磁场，并将干扰磁场的参数传输至异常数据采集模块，当干扰磁场长期存在时，相关操作人员可以及时获知情况并进行干扰因素排查，增加监测数据的准确性。

实施例3

本实施例与实施例1、2的区别之处在于，应变传感器11上还安装有GPS定位件，GPS定位件电信号连接至数据处理中心3。

设置GPS定位件是为了操作人员更快、更准确的判断产生故障或干扰因素的应变传感器11的位置，从而更好的处理异常情况。

综上所述，本实用新型应温度传感器中将应变传感器11坐在位置的温度数据也同步传输至温度补偿模块6，温度补偿模块6通过温度补偿公式计算，并将数据传输给数据处理中心3，数据处理中心3综合多方数据最终得出桥梁应变数据，避免因温度原因造成的数据误差，此外，应变传感器11直接跟单点发射器12连接，即将应变传感器11输出信号后，立即将信号转换为电流信号，避免应变传感器11的信号在传输过程中收到磁场的干扰。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种无线桥梁应变监测系统，其特征在于，包括：

应变数据采集模块，用于桥梁应变数据的采集和传输，包括应变传感器和安装于应变传感器上的单点发射器；

干扰因素检测模块，包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述应变传感器的安装点；

数据处理中心，包括应变数据储存模块、数据处理模块和温度补偿模块，所述数据处理模块与数据储存模块、温度补偿模块之间电连接，所述数据储存模块通信连接至所述应变传感器的单点发射器，所述温度补偿模块通信连接至所述温度传感器。

2.根据权利要求1所述的无线桥梁应变监测系统，其特征在于：所述无线桥梁应变监测系统还包括异常数据采集模块，所述异常数据采集模块包括异常数据采集芯片和故障警报装置，所述异常数据采集芯片电性连接至所述数据处理模块，所述异常数据采集芯片与所述故障警报装置电性连接。

3.根据权利要求2所述的无线桥梁应变监测系统，其特征在于：所述干扰因素检测模块还包括磁力仪，所述磁力仪设置于所述应变传感器的安装点，用于测量应变传感器附近的磁场变化，所述磁力仪通信连接至异常数据采集模块。

4.根据权利要求2所述的无线桥梁应变监测系统，其特征在于：所述故障警报装置包括三色信号灯、固定三色信号灯的支撑架，所述三色信号灯通过无线网络通信连接至异样数据采集芯片。

5.根据权利要求1所述的无线桥梁应变监测系统，其特征在于：所述应变传感器上还安装有GPS定位件，所述GPS定位件电信号连接至数据处理中心。

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