移动平台及基于分布式同步采集的振动检测系统技术方案

技术编号:22072809 阅读:73 留言:0更新日期:2019-09-12 13:12
本发明专利技术提供了一种移动平台及基于分布式同步采集的振动检测系统。移动平台包括传感器、刚性拖车、动力车和连接组件。传感器设于刚性拖车上,动力车用于牵引刚性拖车移动,且二者之间通过连接组件连接,连接组件使得刚性拖车和动力车在竖直方向上具有活动连接余量。基于分布式同步采集的振动检测系统包括移动平台和固定测量装置。通过设置刚性拖车使得振动能够准确传递至传感器,动力车与刚性拖车之间形成了在竖直方向上的柔性连接保证了刚性拖车在测试振动时的独立性。且移动平台在分布式采集数据时取代了人工巡检,无需远距离布线,大大的方便了系统布设、平台移动以及后期维护。采用了卫星授时技术,实现了分布式同步采集,且同步精度较高。

Mobile Platform and Vibration Detection System Based on Distributed Synchronous Acquisition

【技术实现步骤摘要】
移动平台及基于分布式同步采集的振动检测系统
本专利技术涉及桥梁结构检测
,尤其涉及一种移动平台及基于分布式同步采集的振动检测系统。
技术介绍
桥梁结构实时振动信号的获取是桥梁结构健康监测的重要手段之一,其基本原理是通过在桥梁的一系列测点布设传感器,采集、传输并存储结构实时振动信号,后期可通过数据处理算法得到结构的各阶振动频率和振型等,再从中提取敏感于结构状态变化的损伤指标。现有的桥梁结构振动信号获取技术主要有如下几种:1.固定点监测法——在结构关键位置固定一系列拾振器,获取的振动信号通过引线传输到采集中心。该方法属于集中式采集,系统搭建成本较高,走线长而复杂,维护和检修难度大。另外,受限于成本,该方法能够布设的测点数量十分有限,无法得到高分辨率的振型曲线。注:振型曲线的分辨率,等同于振动测试点的空间密集度,对于桥梁结构损伤位置的诊断具有重要意义,分辨率越高越能精确定位损伤。2.动点法(集中式)——选择一个或几个固定测点作为参考点,再由测试人员携带采集设备在其余多个选定测点分别测试,巡检一遍后可汇总得到振型曲线。该方法可以根据需求设置足够多的动态测点,从而大幅提高振型曲线的分辨率。但动态测点的传感器与采集中心之间仍需要很长的引线来传输信号,在大型结构测试时便利性极低。3.分布式采集——类似于方法2,不同的是在动态测点获取的信号会暂时保存在随之移动的存储设备上,避免了长距离走线的困扰。由于采集中心的分离,动态测点与参考点的实时信号失去了同步特性。上述方法都经过了反复的试验验证,测试精度均符合标准,在实际工程的健康监测中得到广泛应用。但现有的桥梁结构振动信号获取技术仍存在如下客观缺点:1.固定点法系统搭建成本高,应用于大型结构时能布设的测点十分有限,密度稀疏,很难实现损伤定位,而长距离布线也大大提高了运营维护成本。2.动点采集法,包括现有的分布式采集,都需要人工巡检,不可能像固定监测系统那样无间隔长期采集,因此可能会错过结构发生重大变异的时刻,及时的预警机制难以建立。该方法还受到结构特殊性的影响,如高铁桥梁运营期间禁止人工检修,自然灾害发生后人工巡检危险系数也很高。
技术实现思路
针对现有技术中的不足,本专利技术的目的在于提供一种移动平台及基于分布式同步采集的振动检测系统,将分布式同步采集技术与移动平台相结合,通过移动平台自动巡检,取代人工作业,并可以按设定周期连续反复监测,提升检测的连续性和安全性。为此,本专利技术的目的通过如下技术方案来实现:桥梁结构振动检测移动平台,包括:传感器,用于获取振动信号;刚性拖车,用于搭载所述传感器,所述桥梁结构的振动通过所述刚性拖车传递至所述传感器;动力车,能够牵拉所述刚性拖车到桥梁的至少一个位置进行测量;连接组件,将所述刚性拖车连接在所述动力车上,且所述连接组件使得所述刚性拖车和所述动力车在竖直方向上具有活动连接余量。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述连接组件使得所述动力车和所述刚性拖车在水平牵拉方向上具有活动连接余量,和/或,所述连接组件使得所述刚性拖车和所述动力车之间具有相互转动的余量。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述连接组件包括弹片和连接件,所述弹片的两端分别通过所述连接件与所述刚性拖车和所述动力车连接,且所述弹片的片面作为其上下表面。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述弹片为弧形压簧片或折弯压簧片。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述弹片与所述刚性拖车和所述动力车中的至少一个形成可转动的连接。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述刚性拖车包括承重台、轮架和车轮,所述车轮包括同轴设置的轮体和轮轴且所述轮体能够相对所述轮轴滚动,述轮轴自所述轮体的两端延伸而出且具有用于与轮架螺接的螺纹,所述轮架连接在所述承重台的底部,所述传感器连接在所述承重台上。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述动力车包括车体以及设于所述车体上的蓄电池、控制器和信号采集设备,所述蓄电池与所述控制器、信号采集设备电性连接,所述信号采集设备与所述传感器电性连接,所述控制器上设有无线通信模块和自动寻迹模块,所述控制器通过所述无线通信模块与终端建立无线通讯连接,所述自动寻迹模块用于控制所述动力车根据预设的路线自动巡检。作为所述的桥梁结构振动检测移动平台的进一步可选的方案,所述传感器在所述刚性拖车移动时停止采集振动信号。作为对上述技术方案的进一步延伸,本专利技术还提供一种基于分布式同步采集的振动检测系统,包括固定测量装置和上述任一种桥梁结构振动检测移动平台;所述固定测量装置设置在桥面的固定测点上用于采集该点的振动信号,所述桥梁结构振动检测移动平台通过移动采集桥面上的每一移动测点的振动信号;所述固定测量装置和所述桥梁结构振动检测移动平台采用卫星授时技术实现振动信号的同步采集。作为所述的基于分布式同步采集的振动检测系统的进一步可选的方案,所述基于分布式同步采集的振动检测系统包括多个分段设置的桥梁结构振动检测移动平台。作为所述的基于分布式同步采集的振动检测系统的进一步可选的方案,所述桥梁结构振动检测移动平台在各个移动测点测得的振动信号与同时段在固定测点测得的振动信号进行初步匹配后再通过卫星授时实现同步。本专利技术的移动平台及基于分布式同步采集的振动检测系统至少具有如下有益效果:移动平台通过设置刚性拖车使得桥梁结构的振动能够准确的传递至传感器,完整传递桥梁结构振动的同时不引入振动噪声,动力车与刚性拖车之间形成了至少在竖直方向上的柔性连接保证了刚性拖车在测试振动时的独立性,避免动力车对刚性拖车的振动形成干涉。且移动平台在分布式采集数据时取代了人工巡检,无需远距离布线,大大的方便了系统布设、平台移动以及后期维护。基于分布式同步采集的振动检测系统采用了卫星授时技术,实现了分布式同步采集,且同步精度高。相比于传统的长期监测系统有很大程度的简化,空间分辨率却远高于传统系统。适用于各种桥梁结构,在实现结构劣化预警的同时还能定位结构损伤,对在建及运营期的桥梁结构都具有重大意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例1提供的移动平台的主视结构示意图;图2示出了本专利技术实施例1提供的移动平台的俯视结构示意图;图3示出了本专利技术实施例1提供的移动平台的刚性拖车的仰视结构示意图;图4示出了图3中A面的剖面结构示意图;图5示出了本专利技术实施例1提供的移动平台的刚性拖车的车轮的结构示意图;图6示出了本专利技术实施例1提供的移动平台的刚性拖车的轮架的结构示意图;图7示出了本专利技术实施例1提供的移动平台放置于桥面上的示意图;图8示出了采用移动平台所采集的时域信号与直接采用传感器所采集的时域信号的对比图;图9示出了采用移动平台所采集的频域信号与直接采用传感器所采集的频域信号的对比图;图10示出了本专利技术实施例2的基于分布式同步采集的振动检测系统采用移动平台采集移动测点的振动信号和采用固定检本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,包括:传感器,用于获取振动信号;刚性拖车,用于搭载所述传感器,所述桥梁结构的振动通过所述刚性拖车传递至所述传感器;动力车,能够牵拉所述刚性拖车到桥梁的至少一个位置进行测量;连接组件,将所述刚性拖车连接在所述动力车上,且所述连接组件使得所述刚性拖车和所述动力车在竖直方向上具有活动连接余量。

【技术特征摘要】
1.桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,包括:传感器,用于获取振动信号;刚性拖车,用于搭载所述传感器,所述桥梁结构的振动通过所述刚性拖车传递至所述传感器;动力车,能够牵拉所述刚性拖车到桥梁的至少一个位置进行测量;连接组件,将所述刚性拖车连接在所述动力车上,且所述连接组件使得所述刚性拖车和所述动力车在竖直方向上具有活动连接余量。2.根据权利要求1所述的桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,所述连接组件使得所述动力车和所述刚性拖车在水平牵拉方向上具有活动连接余量,和/或,所述连接组件使得所述刚性拖车和所述动力车之间具有相互转动的余量。3.根据权利要求1所述的桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,所述连接组件包括弹片和连接件,所述弹片的两端分别通过所述连接件与所述刚性拖车和所述动力车连接,且所述弹片的片面作为其上下表面。4.根据权利要求3所述的桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,所述弹片为弧形压簧片或折弯压簧片。5.根据权利要求3所述的桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,所述弹片与所述刚性拖车和所述动力车中的至少一个形成可转动的连接。6.根据权利要求1所述的桥梁结构振动检测移动平台,其特征在于,所述刚性拖车包括承重台、轮架和车轮,所述车轮包括同轴设置的轮体和轮轴且所述轮体能够相对所述轮轴滚动,述轮轴自所述轮体的两端延伸而出且...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡卫华袁小杰滕军
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳
类型:发明
国别省市:广东,44

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