基于NI控制器的桥梁综合监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于NI控制器的桥梁综合监测系统，解决现有技术由于缺乏一套便于实施且性价比较高的桥梁监测系统而不能满足实际需求的问题。本实用新型专利技术包括PC机，与PC机连接的NI控制器，均与NI控制器连接的第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡，与第一NI采集卡连接的环境感应装置，与第二NI采集卡连接的桥梁形变感应装置，以及与第三NI采集卡连接的桥梁状态感应装置。通过上述方案，本实用新型专利技术达到了快速、方便对桥梁进行全面监测的目的，从而为桥梁的运行维护提供了良好的决策信息，确保桥梁的安全、可靠运行，因此，本实用新型专利技术具有很高的实用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及监测
，具体涉及的是一种基于NI控制器的桥梁综合监测系统。
技术介绍
桥梁，是指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的建筑物，称为桥。桥梁一般由上部构造、下部结构和附属构造物组成。其中，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。不同类型的桥梁所能使用的寿命不同。因而，如何在长期应用中实时了解桥梁的使用状况，从而了解桥梁使用的可靠性，便成为人们所关注的问题，因此，研发一套便于实施且性价比较高的监测系统非常有必要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于NI控制器的桥梁综合监测系统，主要解决现有技术由于缺乏一套便于实施且性价比较高的桥梁监测系统而不能满足实际需求的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：基于NI控制器的桥梁综合监测系统，包括PC机，与该PC机连接的NI控制器，均与该NI控制器连接的第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡，与第一NI采集卡连接、用于感应桥梁温度、湿度和各区域风向和风速的环境感应装置，与第二NI采集卡连接、用于测定桥梁挠度、倾斜度及桥台和桥梁上伸缩缝处形变的桥梁形变感应装置，以及与第三NI采集卡连接、用于测定桥梁振动频率、桥梁裂缝大小及桥梁加速度响应的桥梁状态感应装置。进一步地，所述第一NI采集卡与环境感应装置、第二NI采集卡与桥梁形变感应装置、第三NI采集卡与桥梁状态感应装置之间均设有信号调理模块。具体地说，所述环境感应装置包括均经由信号调理模块与第一NI采集卡连接的温度传感器、湿度传感器和风向/风速检测仪。再进一步地，所述桥梁形变感应装置包括均经由信号调理模块与第二NI采集卡连接的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。更进一步地，所述桥梁状态感应装置包括均经由信号调理模块与第三NI采集卡连接的振动传感器、裂缝计和加速度传感器。作为优选，所述NI控制器的型号为NI-9074。作为优选，所述第一NI采集卡的型号为NI-9234。作为优选，所述第二NI采集卡的型号为NI-9205。作为优选，所述第三NI采集卡的型号为NI-9234。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：（1）本技术通过设置NI控制器、NI采集卡、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。通过NI采集卡将数据及时反馈至NI控制器和PC机，使桥梁可以得到及时的维护，进而在确保通行安全的同时有效延长了桥梁的使用寿命，满足实际需求。（2）本技术设置多个NI采集卡，通过NI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。（3）本技术在NI采集卡与环境感应装置、桥梁形变感应装置和桥梁状态感应装置之间均设置有信号调理模块，可实现信号的隔离传输、切断地回路干扰以及信号的远距离传输，从而进一步增加本技术的有效监测范围，并提高了监测的准确率，优化了本技术的整体应用性能。（4）本技术设计合理、使用方便、监测效率高，具有广泛的应用前景，非常适合在桥梁设计及维护方面大规模推广应用。附图说明图1为本技术的系统框图。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。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、NI控制器、第一NI采集卡、第二NI采集卡、第三NI采集卡、环境感应装置、桥梁形变感应装置和桥梁状态感应装置。所述NI控制器与PC机连接，实现数据传输和通信，所述第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡均与NI控制器连接，本实施例中，所述的NI控制器、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NI-9074、NI-9234、NI-9205和NI-9234，其中，NI-9234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；NI-9205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NI控制器上可以集成多个插槽，使得系统在需要时，可灵活集成对应的功能模块。所述环境感应装置用于感应桥梁温度、湿度和各区域风向和风速。该环境感应装置具体包括温度传感器、湿度传感器和风向/风速检测仪，其中，温度传感器安装在桥梁构件上和桥梁各区域，用于感应桥梁所处环境的温度和桥梁构件的温度；湿度传感器安装在桥梁构件上和桥梁各区域，用于感应桥梁所处环境的湿度和桥梁构件的湿度；风向/风速检测仪安装在桥梁各区域，用于感应桥梁不同区域的风速/风向。本实施例中，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模块（也称隔离变送器模块）与第一NI采集卡连接。所述桥梁形变感应装置用于测定桥梁挠度、倾斜度及桥台和桥梁上伸缩缝处形变。该桥梁形变感应装置具体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，其中，压差式变形测量传感器安装于桥梁桥面各位置，用于测定桥梁桥面各位置的挠度；固定测斜仪安装于桥梁的桥墩和桥塔各位置处，用于测定桥墩和桥塔的倾斜度；位移计安装于桥梁的桥台和桥梁上的伸缩缝处，用于测定桥台和桥梁上伸缩缝处的形变；表面式应变计安装于桥梁的梁身、桥塔和桥墩的表面，用于测定梁身、桥塔和桥墩的表面应变。本实施例中，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模块与第二NI采集卡连接。所述桥梁状态感应装置用于测定桥梁振动频率、桥梁裂缝大小及桥梁加速度响应。该桥梁状态感应装置具体包括振动传感器、裂缝计和加速度传感器，其中，振动传感器安装于桥梁的桥塔、桥墩和桥身处，用于测定桥塔、桥墩和桥身的振动频率；裂缝计安装于桥梁的各裂缝处，用于测定各裂缝处的裂缝大小；加速度传感器安装于桥梁的主梁和索塔处，用于测定主梁和索塔处的加速度响应。本实施例中，振动传感器、裂缝计和加速度传感器均经由信号调理模块与第三NI采集卡连接。本技术的主要工作过程为：由环境感应装置、桥梁形变感应装置和桥梁状态感应装置各自检测到的数据，经信号调理模块、NI采集卡传输至NI控制器进行预处理（例如数据筛选、过滤、整合）后，传递至PC机进行分析存储，并根据得出的各类参数，对桥梁进行损伤评估。本技术以NI控制器为基础核心，采用现有应用成熟的控制技术和设备，并通过合理的方式将这些技术和设备进行组合，从而很好地实现了对桥梁性能的实时监测和评估，进而为桥梁的运行维护提供了良好的决策信息，确保桥梁的安全、可靠运行。上述实施例仅为本技术的优选实施方式之一，不应本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于NI控制器的桥梁综合监测系统，其特征在于，包括PC机，与该PC机连接的NI控制器，均与该NI控制器连接的第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡，与第一NI采集卡连接、用于感应桥梁温度、湿度和各区域风向和风速的环境感应装置，与第二NI采集卡连接、用于测定桥梁挠度、倾斜度及桥台和桥梁上伸缩缝处形变的桥梁形变感应装置，以及与第三NI采集卡连接、用于测定桥梁振动频率、桥梁裂缝大小及桥梁加速度响应的桥梁状态感应装置。

【技术特征摘要】
1.基于NI控制器的桥梁综合监测系统，其特征在于，包括PC机，与该PC机连接的NI控制器，均与该NI控制器连接的第一NI采集卡、第二NI采集卡和第三NI采集卡，与第一NI采集卡连接、用于感应桥梁温度、湿度和各区域风向和风速的环境感应装置，与第二NI采集卡连接、用于测定桥梁挠度、倾斜度及桥台和桥梁上伸缩缝处形变的桥梁形变感应装置，以及与第三NI采集卡连接、用于测定桥梁振动频率、桥梁裂缝大小及桥梁加速度响应的桥梁状态感应装置。2.根据权利要求1所述的基于NI控制器的桥梁综合监测系统，其特征在于，所述第一NI采集卡与环境感应装置、第二NI采集卡与桥梁形变感应装置、第三NI采集卡与桥梁状态感应装置之间均设有信号调理模块。3.根据权利要求2所述的基于NI控制器的桥梁综合监测系统，其特征在于，所述环境感应装置包括均经由信号调理模块与第一NI采集卡连接的温度传感器、湿度传感器和风向/风速检测仪。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟智坚，朱西平，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：新型
国别省市：四川;51