一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其包括实验室腔体，设置在实验室腔体内的荷载模拟模块、环境模拟模块、结构健康检测模块及现场摄像模块，位于实验室腔体外部的用户监控终端；所述结构健康检测模块设置在试件上并位于荷载模拟模块的内部，所述用户监控终端通过无线传输模块或有线传输模块与环境模拟模块、结构健康检测模块及现场摄像模块连接。本实用新型专利技术结构合理，通过荷载模拟模块与环境模拟模块，利用无线传输与有线传输结合，实现土木工程结构或构件及其健康监测设备实际工作状态的模拟，能够满足安全可靠、长期稳定的试验需要，具有应用范围广、智能化程度高、易于管理、操作便捷的优点。

Environmental adaptability test device for structural parts and health monitoring equipment

The utility model discloses an environmental adaptability test device for structural parts and health monitoring equipment, which comprises a laboratory cavity, a load simulation module, an environmental simulation module, a structural health detection module and a field camera module arranged in the laboratory cavity, and a user monitoring terminal located outside the laboratory cavity. The structure health detection module is arranged on the specimen and is located inside the load simulation module. The user monitoring terminal is connected with the environment simulation module, the structure health detection module and the scene camera module through the wireless transmission module or the wired transmission module. The structure of the utility model is reasonable. Through the load simulation module and the environment simulation module, combining wireless transmission with wired transmission, the actual working state of civil engineering structure or components and their health monitoring equipment can be simulated. The utility model can meet the requirements of safe, reliable and long-term stable test, and has wide application range and intelligence. It has the advantages of high degree, easy management and convenient operation.

【技术实现步骤摘要】
一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置
本技术属于建筑工程
，涉及一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置。
技术介绍
在结构健康监测方面的发展现在如下：首先，服役中的土木工程结构或构件所处的环境变化多端，如温差变化、淋雨或酸雨腐蚀等，有些甚至非常恶劣；其次，工程结构运营之后，随着使用年限的增加，土木工程结构或构件会逐渐暴露出老化退化问题，引起的结构损伤事故频繁发生，加速了结构健康监测的发展。众所周知，通过对土木工程结构或构件进行健康监测，发现其异常状况，及时进行预警、维修或替换、拆除等措施，避免灾害事故的发生及财产的损失。但是由于用于结构健康监测系统（包括土木工程结构或构件、检测传感器、或其他元器件或设备等）的工作性能本身也会受到环境的影响，甚至出错或停止运营。因此，对土木工程结构或构件及其结构健康监测设备的环境适应性进行研究是非常必要的。但是，目前尚未查到有关试验方法及装置的文献。在环境模拟设备方面的发展现在如下：目前环境模拟实验设备发展较快，对于单一甚至多种环境模拟的实验设备已经较为成熟，如盐雾腐蚀试验箱、高低温试验箱、淋雨试验箱、环境模拟实验装置（一种环境模拟实验装置：CN201247239Y）等。这些虽然可以实现对真实自然环境的模拟，但是无法模拟对土木工程结构及其健康监测设备的实际所处状态，包括其所承受的外界荷载，及长期荷载与环境共同作用下，工程结构构件及其结构健康监测系统的物理力学性能的变化。专利申请——荷载和环境耦合作用下柱时变力学性能的试验装置（CN102393329B）仅能实现对钢筋混凝土柱这一单向受力体加载和环境耦合作用下的试验，而实际土木工程大量存在多向复杂受力的结构或构件；而且此技术只能测量该种柱的力学性能，不能实现对其健康监测设备的环境适应性研究试验。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述技术问题，提供的一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，可以实现模拟土木工程结构或构件所受的单向或多向工程荷载、模拟土木工程结构或构件及其健康监测设备所处的自然环境状态，克服现有
技术介绍
中存在的不足或者至少给公众一个有用的选择。本技术的技术方案为解决上述技术问题，本技术提供的一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其包括实验室腔体，设置在实验室腔体内的荷载模拟模块、环境模拟模块、结构健康检测模块及现场摄像模块，位于实验室腔体外部的用户监控终端；所述结构健康检测模块设置在试件上并位于荷载模拟模块的内部，所述用户监控终端通过无线传输模块或有线传输模块与环境模拟模块、结构健康检测模块及现场摄像模块连接；所述荷载模拟模块包括反力架、竖向加载器、水平加载器及同步液压加载器，所述反力架、竖向加载器及水平加载器综合作用在试件上；所述结构健康检测模块由多种传感器构成并设置在试件上，其包括温度传感器、湿度传感器、光传感器、应力传感器及应变传感器。本申请中，所述试件为土木工程结构或其构件；所述荷载模拟模块用于对所述试件施加直接荷载，模拟土木工程结构或构件的实际承受外荷载情况；所述环境模拟模块用于对所述试件及结构健康检测模块施加间接作用，模拟土木工程结构或构件及其健康检测系统所受到的环境作用；所述结构健康检测模块为土木工程结构实际所用的健康监测设备，是由安装在其上的多个传感器组成的网络，可以检测所述试件的温度、内力、应变、变形等情况。进一步地，所述实验室腔体由内壁、中间保温层及外壁组成，其上设置有可移动充气密封分隔门；所述实验室腔体的顶部设置有预设传力孔，其内壁上设置有摄像头，其侧壁上设置有人工监视口。进一步地，所述环境模拟模块包括淋雨喷头、LED灯管、UV紫外荧光灯管、制冷/制热管道、CO2供气装置、热蒸发型加湿器、雨水器及SO2和H2S供气装置；所述淋雨喷头设置在实验室腔体的顶部，所述制冷/制热管道均布在实验室腔体的内壁上，所述LED灯管设置在实验室腔体的内壁上，所述UV紫外荧光灯管设置在实验室腔体顶部拐角处；所述CO2供气装置、热蒸发型加湿器、雨水器及SO2和H2S供气装置设置在位于实验室腔体外的材料设备间内，其通过实验室腔体侧壁上的气体传输孔与实验室腔体相连通；以灵活模拟光照变化、高低温变化、干湿变化、淋（酸）雨、碳化环境，开展相应的试验。进一步地，所述用户监控终端包括监控主机、服务器、显示单元及报警器，所述监控主机发出指令控制相关仪器设备的工作参数并收集、发送、处理、存储及调用信号，通过所述有线传输模块自动对所述荷载模拟模块的相关设备进行智能化管控，通过所述有线传输模块或所述无线传输模块基于现场环境参数变化自动对所述环境模拟模块的相关设备进行智能化管控，通过所述无线传输模块对所述现场摄像模块和结构健康检测模块进行智能化管控。进一步地，所述用户监控终端通过有线传输模块与同步液压加载器通讯连接。进一步地，所述无线传输模块包括数据转换单元、第一无线发射端、第二无线接收端、第一无线接收端及第二无线发射端，所述第一无线发射端及第二无线接收端设置在实验室腔体内，所述第一无线接收端及第二无线发射端设置在用户监控终端内。进一步地，所述无线传输模块的通信方式包括但不限于蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、GSM、GPRS、CDMA、WLAN、WAN。本技术有益效果：本技术提供的一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其结构合理，不仅可以模拟土木工程结构或构件及其健康监测设备所处的自然环境状态，还可以实现模拟土木工程结构或构件所受的单向或多向受力、弯矩作用，能够满足安全可靠、长期稳定的试验需要，具有应用范围广、智能化程度高、易于管理、操作便捷的优点；对于了解和研究土木工程结构及其健康监测设备的环境适应性具有重要的参考价值。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本技术的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本技术，其中：图1是本技术所述一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置的结构示意图；图2是本技术之实验室腔体的结构示意图；图3是本技术之无线传输模块的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件如下：1.实验室腔体；2.试件；3.荷载模拟模块；4.环境模拟模块；5.结构健康检测模块；6.现场摄像模块；7.无线传输模块；8.有线传输模块；9.用户监控终端；10.淋雨喷头；11.反力架；12.竖向加载器；13.同步液压加载器；14.排气口；15.温度传感器；16.湿度传感器；17.光传感器；18.摄像头；19.水平加载器；20.气体传输孔；21.材料设备间；22.废液溢流口；23.应力传感器；24.LED灯管；25.预设传力孔；26.应变传感器；27.地脚螺栓；28.制冷/制热管道；29.UV紫外荧光灯管；30.CO2供气装置；31.热蒸发型加湿器；32.CO2浓度传感器；33.雨水器；34.SO2和H2S供气装置。具体实施方式下面结合具体实施例和附图，对本技术一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置进行详细说明。在此记载的实施例为本技术的特定的具体实施方式，用于说明本技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本技术实施方式及本技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其特征在于，包括实验室腔体（1），设置在实验室腔体（1）内的荷载模拟模块（3）、环境模拟模块（4）、结构健康检测模块（5）及现场摄像模块（6），位于实验室腔体（1）外部的用户监控终端（9）；所述结构健康检测模块（5）设置在试件（2）上并位于荷载模拟模块（3）的内部，所述用户监控终端（9）通过无线传输模块（7）或有线传输模块（8）与环境模拟模块（4）、结构健康检测模块（5）及现场摄像模块（6）连接；所述荷载模拟模块（3）包括反力架（11）、竖向加载器（12）、水平加载器（19）及同步液压加载器（13），所述反力架（11）、竖向加载器（12）及水平加载器（19）综合作用在试件（2）上；所述结构健康检测模块（5）由多种传感器构成并设置在试件（2）上，其包括温度传感器（15）、湿度传感器（16）、光传感器（17）、应力传感器（23）及应变传感器（26）。

【技术特征摘要】
1.一种结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其特征在于，包括实验室腔体（1），设置在实验室腔体（1）内的荷载模拟模块（3）、环境模拟模块（4）、结构健康检测模块（5）及现场摄像模块（6），位于实验室腔体（1）外部的用户监控终端（9）；所述结构健康检测模块（5）设置在试件（2）上并位于荷载模拟模块（3）的内部，所述用户监控终端（9）通过无线传输模块（7）或有线传输模块（8）与环境模拟模块（4）、结构健康检测模块（5）及现场摄像模块（6）连接；所述荷载模拟模块（3）包括反力架（11）、竖向加载器（12）、水平加载器（19）及同步液压加载器（13），所述反力架（11）、竖向加载器（12）及水平加载器（19）综合作用在试件（2）上；所述结构健康检测模块（5）由多种传感器构成并设置在试件（2）上，其包括温度传感器（15）、湿度传感器（16）、光传感器（17）、应力传感器（23）及应变传感器（26）。2.根据权利要求1所述结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其特征在于，所述实验室腔体（1）由内壁、中间保温层及外壁组成，其上设置有可移动充气密封分隔门；所述实验室腔体（1）的顶部设置有预设传力孔（25），其内壁上设置有摄像头（18），其侧壁上设置有人工监视口。3.根据权利要求1所述结构件及健康监测设备的环境适应性试验装置，其特征在于，所述环境模拟模块（4）包括淋雨喷头（10）、LED灯管（24）、UV紫外荧光灯管（29）、制冷/制热管道（28）、CO2供气装置（30）、热蒸发型加湿器（31）、雨水器（33）及SO2和H2S供气装置（34）；所述淋雨喷头（10）设置在实验室腔体（1）的顶部，所述制冷/制热管道（28）均布在实验室腔体（1）的内壁上，所述LED灯管（24）设置在实验室腔体（1）的内壁上，所述UV紫外...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茹，段元锋，叶津剑，何旋，周联英，孙苗苗，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33