構建監(jiān)測系統(tǒng)的基礎技術
適宜的供電技術
應盡可能從自然中獲取能源,即自供電,比如利用太陽能、風能等;
適宜的傳感器技術
傳感器要滿足精度要求,要能夠準確測定交通流荷載、風壓、加速度、位移及應力應變等;
適宜的云通訊技術
要構建起數(shù)據(jù)到計算平臺的通路,意即搭建一個穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)的路徑,流程為感知節(jié)點獲取數(shù)據(jù),網關發(fā)送數(shù)據(jù),云平臺結合模型計算分析數(shù)據(jù);
云端的結構健康診斷
要把獲取的數(shù)據(jù)按照算法進行分析,得出結論?;舅惴ㄒㄖ笜顺槿∷惴?、可靠性評估與病害智能診斷算法以及交通信息監(jiān)測方法等。 數(shù)據(jù)采集器是結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的另一個重要組成部分,它能夠將傳感器采集到的電信號轉換為數(shù)字信號。吉林管道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)技術指導
隨著新技術的發(fā)展,特別是云計算以及大數(shù)據(jù)概念的推廣,橋梁健康監(jiān)測工程可描述成一個大數(shù)據(jù)采集分析過程。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)分析概念而開發(fā)的,其將“量大、多樣、高復雜度”的橋梁結構化和非結構化數(shù)據(jù), 在分布式技術、云數(shù)據(jù)庫技術、云計算模式的支持下對數(shù)據(jù)提取、存儲、管理、分析,獲取橋梁環(huán)境系統(tǒng)的綜合狀態(tài),對橋梁的使用性能和風險控制進行智能化管理,提供準確的管養(yǎng)決策支持。
橋梁監(jiān)測系統(tǒng)本身的多學科性和復雜性,以及橋梁結構和運營環(huán)境的復雜不確定性,市場勢必會產生一批專業(yè)橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的公司,涵蓋產品、安裝、平臺、數(shù)據(jù)分析; 廣東管道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的另一個重要組成部分,它能夠將數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心或云端服務器。
橋梁健康監(jiān)測內容及要點根據(jù)現(xiàn)場采集情況,分為四個板塊:數(shù)據(jù)采集模塊、傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析及顯示;數(shù)據(jù)采集模塊在過程現(xiàn)場采集到傳感器波長信息,數(shù)據(jù)傳輸模塊上傳到服務器,數(shù)據(jù)存儲模塊分析和分類存儲,之后在數(shù)據(jù)分析和顯示模塊進行處理,達到客戶需求。橋梁監(jiān)測內容主要有風、溫度、應變、加速度、撓度、索力、傾斜儀、梁段位移、裂縫。以上監(jiān)測內容除撓度和振動外,均采用光纖光柵傳感器,光纖光柵傳感器串聯(lián)統(tǒng)一接入到橋梁控制中心的光纖光柵解調儀中,進行分析處理并通過Internet上傳,實現(xiàn)遠程監(jiān)控。需要用到的光纖光柵傳感器共有四種類型:溫度傳感器、應變傳感器、位移傳感器、帶溫度自補償型應變傳感器、少量電類傳感器進行加速度的數(shù)據(jù)采集。對于連續(xù)橋梁,監(jiān)測的重點截面為梁的底面,跨中、四分之一及四分之三截面和支點,而且需要沿梁軸向對稱布設,橋墩需要承受一些彎矩,所以沿橋墩豎向布置一些傳感器。
綜合分析己建成的國內外橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的功能與特點,不難發(fā)現(xiàn)這一領域的研究已經取得了許多可喜的進展和值得借鑒的成果,諸如:
(1)監(jiān)測內容更加廣。不僅監(jiān)測結構本身的狀態(tài)和行為應力、位移、傾角、加速度、動力特性等以外,還強調對環(huán)境條件風、地震、溫度、車輛荷載等的監(jiān)測和記錄分析;
(2)監(jiān)測系統(tǒng)功能在不斷完善。很多監(jiān)測系統(tǒng)都具有快速大容量的信息采集與通訊能力,開始實現(xiàn)通過計算網絡遠程傳輸和控制;
(3)監(jiān)測設備更加先進,很多監(jiān)測系統(tǒng)都采用當時較先進的傳感器,有的還采用了先進的光纖傳感器和定位系統(tǒng)等;
(4)為積累連續(xù)、完整的結構信息,有的新建橋梁從施工過程開始建立監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng);
(5)各種基于頻響函數(shù)、頻率、振型、曲率模態(tài)、應變能等的改變的損傷檢測方法和定位技術各具特色,表現(xiàn)出了積極的效果。 常見的分析方法包括時域分析、頻域分析、小波分析等。
低成本光纖光柵應變計的開發(fā)
1)采用彈簧鋼取代原有的鐵鎳合金材質,且更改原有的懸臂梁結構部件,通過一體化設計,結構緊湊穩(wěn)定性更強,可以隔絕外界的干擾、污染以及腐蝕,同時懸臂彈性梁高相應頻率配合適宜的質量塊,保證傳感器具有較好的精度;
2)通過在傳感器腔體密封并填充硅油阻尼纖芯,濾除雜亂波動,防腐防污防老化;
3)通過拉線方式實現(xiàn)任意方向拉伸,使安裝和使用更加靈活方便,適應性強;
4)通過內部配以同軸大小變速輪可實現(xiàn)超大量程,同時增設緩沖彈簧,增大量程的同時避免直接沖擊脆弱的裸光纖。 傳感器的種類很多,常見的有加速度傳感器、應變傳感器、位移傳感器、壓力傳感器等。湖南電力結構健康監(jiān)測系統(tǒng)技術參數(shù)
結構健康監(jiān)測系統(tǒng)將向智能化方向發(fā)展,通過人工智能、大數(shù)據(jù)等技術,提高工作效率和數(shù)據(jù)精度。吉林管道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)技術指導
橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)各地方已開始建設,從試點開始逐步推廣,但橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)面臨以下問題:
傳感器的質量制約橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展緩慢的一個重要原因是傳感器的質量問題,雖然我國從90年代才開始探索在大跨度橋梁上建立監(jiān)測系統(tǒng),但橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)已積累的大量的應用案例,大量的案例使用的是傳統(tǒng)應用于施工監(jiān)控的傳感器來做長期監(jiān)測,導致橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)使用壽命往往只有3年左右,就需要大量的更換甚至重建,并且在3年內,數(shù)據(jù)也不連續(xù),往往使得系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài);而無錫智泰柯云的監(jiān)測系統(tǒng)經測驗使用壽命更長,質保期是其他商家的二倍。 吉林管道結構健康監(jiān)測系統(tǒng)技術指導