一种桥梁结构健康监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种桥梁结构健康监测系统，包括PC机，与该PC机连接的NI9074控制器，以及与NI9074控制器连接的至少两个监测节点，所述每个监测节点均包括与NI9074控制器连接的第一采集节点、第二采集节点和第三采集节点；所述第一采集节点包括环境感应装置、以及与环境感应装置连接的第一NI采集卡；所述第二采集节点包括桥梁形变感应装置、以及与桥梁形变感应装置连接的第二NI采集卡；所述第三采集节点包括桥梁状态感应装置、以及与桥梁状态感应装置连接的第三NI采集卡。本实用新型专利技术可确保数据的采集和传递的可靠性，并能有效确保系统的冗余性，有效提高了桥梁结构健康监测的可靠度和准确度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于桥梁监测
，具体涉及一种桥梁结构健康监测系统。
技术介绍
随着国家建设的高速发展，各式桥梁被广泛应用于交通道路中，而桥梁健康监测技术作为桥梁工程
的重要部分，对桥梁的安全通行起着极为重要的作用。随着现代理论研究的不断深入，以及建桥技术的成熟和完善，各种新材料、新工艺修建的桥梁层出不穷，但是，随着时间的推移，经过长期使用的桥梁结构都会因为各种原因受到或多或少的损伤，从而需要采取维修、加固和改造等加固措施，所以，对旧桥危桥进行健康监测就显得尤为迫切和重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于NI、结构简单、便于实施且性价比较高的桥梁结构健康监测系统。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种桥梁结构健康监测系统，包括PC机，与该PC机连接的NI9074控制器，以及与NI9074控制器连接的至少两个监测节点，所述每个监测节点均包括与NI9074控制器连接的第一采集节点、第二采集节点和第三采集节点；所述第一采集节点包括环境感应装置、以及与环境感应装置连接的第一NI采集卡；所述第二采集节点包括桥梁形变感应装置、以及与桥梁形变感应装置连接的第二NI采集卡；所述第三采集节点包括桥梁状态感应装置、以及与桥梁状态感应装置连接的第三NI采集卡；所述NI9074控制器的输入端还连接有影像采集模块、以及给整个系统供电的电源模块；所述NI9074控制器的输出端连接有Flash存储器、用于在采集到的数据超过设定阈值时发出警告声光报警器和显示器；所述电源模块包括直流电源、太阳能电池板和蓄电池。具体的，所述NI9074控制器与监测节点间还连接有同步触发控制器。具体的，所述监测节点中的环境感应装置、桥梁形变感应装置、桥梁状态感应装置，以及第一NI采集卡、第二NI采集卡、第三NI采集卡均定期通过施密特锤进行灵敏度校准。具体的，所述影像采集模块包括多台在NI9074控制器控制下启动或关闭的摄像机，用于在紧急情况或收到警告信息后的采集影像信息。具体的，所述显示器用于显示桥梁健康监测节点的实时数据，包括一块160x160mm的液晶和六个按键。具体的，所述环境感应装置包括温度传感器、湿度传感器和风向/风速检测仪；所述温度传感器、湿度传感器和风向/风速检测仪均经由信号调理器与第一NI采集卡相连。具体的，所述桥梁形变感应装置包括差压式变形测量传感器、固定测斜仪、位移计和表面式应变计；所述差压式变形测量传感器、固定测斜仪、位移计和表面式应变计均经由信号调理器与第二NI采集卡相连。具体的，所述桥梁状态感应装置包括振动传感器、裂缝计和加速度传感器；所述振动传感器、裂缝计和加速度传感器均经由信号调理器与第三NI采集卡相连。具体的，所述第一NI采集卡与第三采集卡的型号均为NI9234。具体的，所述第二NI采集卡的型号为NI9205。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)本技术的电源模块采用了三级保险供电方式，分别是太阳能电池板、直流电源以及蓄电池，可确保本系统在任何情况下均可正常供电；本技术的影像采集模块、声光报警器均是在发生紧急情况或出现意外情况时启动，且监测网络中的各个监测节点也是应控制而启动，且可根据需要启动相应区域的信息监测，节约能源；同时，存储量少，则存储数据更新的时间长，方便后期查询。(2)本技术还设有显示器，用于显示桥梁健康监测节点的实时数据，以及实时查询桥梁健康监测节点当前的工作状态，以及更改一些参数信息，以达到实时监测的目的。(3)本技术设置了环境感应装置、桥梁形变感应装置和桥梁状态感应装置，可以实时监测影响桥梁运行安全的各类参数，并以此进行损伤评估，从而为桥梁的运行维护提供决策信息，确保桥梁安全可靠运行。同时，设置多个NI采集卡，并且设置了校准灵敏度用的机械校准工具施密特锤，可在每次桥梁监测前对采集卡的灵敏度校准，提高桥梁监测装置使用的可靠性；通过NI9074控制器对与不同类型的感应装置相连的NI采集卡进行统一管理，这样的设置方式使各感应装置可以根据就近原则与相应区域内的NI采集卡相接，从而充分确保数据采集和传递的可靠性，并能有效确保系统的冗余性，有效提高了桥梁监测的可靠度和准确度。且该系统结构简单、便于实施且性价比较高。附图说明图1为本技术的系统框图。图2为本技术的监测节点框图。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本技术作进一步说明，本技术的方式包括但不仅限于以下实施例。如图1所示，本技术提供了一种桥梁监测系统，其包括PC机、NI9074控制器和至少两个监测节点，所述NI9074控制器与PC机连接，实现数据传输和通信。所述NI9074控制器的输入端连接有同步触发控制器，用于紧急情况或在NI9074控制器的控制下采集影像信息的影像采集模块，以及用于给整个系统供电的电源模块；所述NI9074控制器的输出端连接有用于显示监测网络实时数据的显示器，以及用于在采集到的数据超过设定阈值或出现紧急情况时发出警告的声光报警器；所述NI9074控制器还与用于存储整个系统的监测信息的Flash存储器相连；所述同步触发控制器还连接有用于监测桥梁健康状况的多个监测节点。其中，所述显示器用于显示桥梁健康监测节点的实时数据，包括一块160x160mm的液晶和六个按键，可用于实时查询桥梁健康监测节点当前的工作状态，以及更改一些参数信息，以达到实时监测的目的；所述电源模块包括直流电源、太阳能电池板和蓄电池，采用了三级保险供电方式，可确保本系统在任何情况下均可正常供电。而在监测过程中，若发生紧急情况，或者发现采集到的数据超出阈值，则声光报警器可在发出声光警告，同时，NI9074控制器会开启相应区域内的影像采集模块采集影像信息。其中，所述影像采集模块包括多个摄像头。如图2所示，所述每个监测节点均包括与NI9074控制器连接的第一采集节点、第二采集节点和第三采集节点；所述第一采集节点包括环境感应装置、以及与环境感应装置连接的第一NI采集卡；所述第二采集节点包括桥梁形变感应装置、以及与桥梁形变感应装置连接的第二NI采集卡；所述第三采集节点包括桥梁状态感应装置、以及与桥梁状态感应装置连接的第三NI采集卡；而且，所述监测节点中的环境感应装置、桥梁形变感应装置、桥梁状态感应装置，以及第一NI采集卡、第二NI采集卡、第三NI采集卡均定期通过施密特锤进行灵敏度校准。如图2所示，本实施例中所述第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡均与NI9074控制器连接，所述第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡的型号分别为NI9234、NI9205和NI9234，其中，NI9234采集卡有4个模拟输入通道，24位分辨率，内部主时基时采样率为51.2kS/s～1.652kS/s，外部主时基时采样率为0.391kS/s～52.734kS/s，输入电压范围为±5V，IEPE激励电流(软件可选开/关)最小值为2.0mA；NI9205采集卡有32个单端或16个差分模拟输入，提供的总采样率可达250kS/s，16bits分辨率，每个通道的可编程输入范围为±200mV、±1V、±5V和±10V。并且，考虑到实际需求，所述的NI9074控制器上可以集成多个插槽，使得系统在需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁结构健康监测系统，包括PC机，与该PC机连接的NI9074控制器，以及与NI9074控制器连接的至少两个监测节点，其特征在于：所述每个监测节点均包括与NI9074控制器连接的第一采集节点、第二采集节点和第三采集节点；所述第一采集节点包括环境感应装置、以及与环境感应装置连接的第一NI采集卡；所述第二采集节点包括桥梁形变感应装置、以及与桥梁形变感应装置连接的第二NI采集卡；所述第三采集节点包括桥梁状态感应装置、以及与桥梁状态感应装置连接的第三NI采集卡；所述NI9074控制器的输入端还连接有影像采集模块、以及给整个系统供电的电源模块；所述NI9074控制器的输出端连接有Flash存储器、用于在采集到的数据超过设定阈值时发出警告声光报警器和显示器；所述电源模块包括直流电源、太阳能电池板和蓄电池。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁结构健康监测系统，包括PC机，与该PC机连接的NI9074控制器，以及与NI9074控制器连接的至少两个监测节点，其特征在于：所述每个监测节点均包括与NI9074控制器连接的第一采集节点、第二采集节点和第三采集节点；所述第一采集节点包括环境感应装置、以及与环境感应装置连接的第一NI采集卡；所述第二采集节点包括桥梁形变感应装置、以及与桥梁形变感应装置连接的第二NI采集卡；所述第三采集节点包括桥梁状态感应装置、以及与桥梁状态感应装置连接的第三NI采集卡；所述NI9074控制器的输入端还连接有影像采集模块、以及给整个系统供电的电源模块；所述NI9074控制器的输出端连接有Flash存储器、用于在采集到的数据超过设定阈值时发出警告声光报警器和显示器；所述电源模块包括直流电源、太阳能电池板和蓄电池。2.根据权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于：所述NI9074控制器与监测节点间还连接有同步触发控制器。3.根据权利要求1所述的一种桥梁结构健康监测系统，其特征在于：所述影像采集模块包括多台在NI9074控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓红卫，廖瑾芸，彭丽蓉，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：新型
国别省市：湖南;43