桥梁局部变位监控物联网制造技术

本实用新型专利技术公开了一种桥梁局部变位监控物联网，包括位移计、安装夹具、数据采集器、太阳能电板、网关、后台数据处理系统；位移计包括传感器主体和测量杆，传感器主体通过安装夹具固定在监测点，其测量杆固定在监测对象上，且平行于监测对象的待监测方向，位移计、数据采集器、网关与太阳能电板电性连接，以获得工作电压，数据采集器还通过信号线与传感器主体以及网关相连，通过位移计获得测量信号，再通过网关发送到互联网，最后通过互联网传送到数据处理系统。本实用新型专利技术通过位移计测量桥梁局部变位，并搭建成物联网，自动实现数据的采集汇总，只需将相应硬件固定在桥上，即可实现桥梁局部变位全天候监测。

【技术实现步骤摘要】
桥梁局部变位监控物联网
本技术属于桥梁监测领域，具体涉及一种桥梁局部变位监控物联网。
技术介绍
桥梁由于受到外界荷载作用，会发生一定的水平位移，测定相对位移的方法与桥梁的形状有关，对于直线形桥梁，一般采用基准线法、测小角法等，对于曲线桥梁，一般采用前方交会法、导线测量法等，不同场景适用不同的测量方法。目前，每年进行一次桥梁监测，每次监测通常都需要阻断交通以便作业。监测过程如下：在观测点搭架仪器，然后采集几个不同时间点的数据，整个监测过程在几个小时内完成，然后，再由人工对采集到的数据进行计算分析。上述监测方式，具有数据采集频率低，数据量少，监测时间短，计算效率低等缺点，对桥梁的位移监测具有局限性。
技术实现思路
本技术针对
技术介绍
中提及的问题，提供一种桥梁局部变位监控物联网，以便对桥梁局部变位实现全天候自动监测。本技术采取的技术方案如下：桥梁局部变位监控物联网，包括位移计、安装夹具、数据采集器、太阳能电板、网关、后台数据处理系统；所述位移计包括传感器主体和测量杆，其以测量杆在传感器主体中的轴向位移获得测量信号,所述传感器主体通过所述安装夹具固定在监测点，其测量杆固定在监测对象上，且平行于监测对象的待监测方向，所述位移计、数据采集器、网关与所述太阳能电板电性连接，以获得工作电压，所述数据采集器还通过信号线与所述传感器主体以及网关相连，通过所述位移计获得测量信号，再通过所述网关发送到互联网，最后通过互联网传送到所述数据处理系统。本技术通过位移计测量桥梁局部变位，并搭建成物联网，自动实现数据的采集汇总，只需将相应硬件固定在桥上，即可实现桥梁局部变位全天候监测，数据采集频率自由设定，摆脱之前监测方式数据采集量、监测时间、计算效率等方面的限制。所述物联网在布置时，所述测量杆的伸出长度为其量程的一半，如此即可用一台位移计测量监测对象两个相对方向上的位移。所述安装夹具呈方块状，其上设有贯穿左、右侧面的夹具固定孔，以及贯穿前、后表面的套孔，套孔通过纵向的切口与夹具就近的边缘连通，切口两壁设有用于安装锁紧螺栓的对穿孔，且至少其中一壁上的穿孔的外端形成用于容纳锁紧螺栓螺栓头的扩大孔，以使螺栓头不凸出于该侧侧面。所述安装夹具顶和/或底面上还设有夹具备用固定孔。本技术的有益效果：1)本技术通过位移计测量桥梁局部变位，并搭建成物联网，自动实现数据的采集汇总，只需将相应硬件固定在桥上，即可实现桥梁局部变位全天候监测，数据采集频率自由设定，如每分钟进行一次数据采集，可充分借助智能设备在数据处理方面的有势，摆脱了之前监测方式数据采集量、监测时间、计算效率等方面的限制，能够大幅度提高监测频率，为桥梁局部变位提供数量大、频率高、长时间的监测数据，从而为有效评估桥梁运营情况提供更为优越的条件；2)物联网在布置时，测量杆的伸出长度为其量程的一半，如此即可用一台位移计测量监测对象两个相对方向上的位移，可降低监测成本；3)本技术安装夹具结构简单，夹具侧面形成容纳锁紧螺栓螺栓头的扩大孔，使螺栓头不凸出于该侧面，在夹具固定时，使夹具可以更好地贴装在监测点的安装面上。4)安装夹具顶和/或底面上设置夹具备用固定孔，可用于辅助固定，也可在通过夹具固定孔安装夹具不便时，作为后备的安装结构。附图说明图1为实施例一采用的位移计的结构示意图；图2为实施例一中安装夹具的结构示意图。具体实施方式实施例1本实施例的桥梁局部变位监控物联网包括位移计1、安装夹具2、数据采集器、太阳能电板、网关、后台数据处理系统。位移计1包括传感器主体11和测量杆12，如图1所示，其以测量杆12在传感器主体11中的轴向位移获得测量信号。数据采集器和网关分别与太阳能电板相连，获取工作电压，传感器主体11通过线缆13与数据采集器相连，与数据采集器进行信息交互以及通过数据采集器与太阳能电板相连，从而获得工作电压。数据采集器通过信号线与网关相连，将通过位移计1获得的测量信号通过网关发送到互联网，最后通过互联网传送到数据处理系统。安装夹具2的结构如图2所示，其呈方块状，其上设有贯穿左、右侧面的夹具固定孔21，以及贯穿前、后表面的套孔22，套孔22通过纵向的切口23与夹具就近的边缘连通，切口23两壁设有用于安装锁紧螺栓的对穿孔，两壁上的穿孔的外端形成用于容纳锁紧螺栓螺栓头的扩大孔24，以使螺栓头不凸出于相应的侧面。安装夹具2底面上还设有夹具备用固定孔25。若要监测桥梁支座的横向位移，即桥梁支座在垂直于桥梁长度方向上的位移，则将位移计1的传感器主体11通过安装夹具2横向安装到支座旁边的桥墩上，此时，测量杆12与支座位移的待测方向平行，将测量杆12前端固定在支座上，支座移动即会带动测量杆12同步移动。这里支座即为监测对象，桥墩即为选定的监测点。由于支座横向位移的可能性有两个方向，为确保一台位移计1就能监测到支座两个方向的位移情况，布置时，就使测量杆12伸出其量程一半。本实施例通过数据采集器采集并发送监测数据，监测数据通过网关以十六进制的格式发送到后台数据处理系统。后台数据处理系统中的数据接收软件模块将接收到的十六进制数据按照相对应的数据协议进行数据解析，解析完成后以MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport,消息队列遥测传输协议)的方式转发到数据应用软件模块，数据应用软件模块将接收到的数据存储到数据库中，经过一段时间运营，待数据稳定后，为各个位移计指定初始值S0，数据应用软件模块根据初始值S0在接收到数据S1时按：SN＝(S1-S0)进行运算，运算结果SN即为此次监测所得桥梁相对于设置初始值时的位移变化量。本技术可通过设置统计周期对计算所得的位移变化量进行统计分析，针对每个位移计，在达到统计周期时，取统计周期内的所有数据进行位移变化量数据统计分析，统计分析方法为：取统计周期内所有监测值计算位移量，按由小到大的顺序进行排序，得出本次统计周期内的最大最和最小值，以此作为容量区间。一组数据接收时，例如有X1，X2……Xn，取其中任意一个Xi为例，当Xi的值比第i-1个值大，则Xi记为当天数据最大值；当Xi的值比第i-1个值小时，则Xi记为当天数据最小值；默认都为0。如若周期为一天，当晚上24点接收完毕后，根据配置的等分Y，计算步长S＝(dmaxWeight-dminWeight)/Y；按照步长查询每个Xi到Xi+s的数据量，根据数据量除以当天总数据量，计算其区间概率，进行排序后取出概率最大值，做为sectionProportion，该区间的上下限分别作为sectionMax、sectionMin，(sectionMax+sectionMin)/2为该最大概率区间的中位值。具体算法如下：1、求抽样样本的平均值x与标准误差(standarderror)。注意标准误差与标准差(standarddeviation)不一样。2、确定需要的置信水平。比如常用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.桥梁局部变位监控物联网，其特征在于，包括位移计、安装夹具、数据采集器、太阳能电板、网关、后台数据处理系统；所述位移计包括传感器主体和测量杆，其以测量杆在传感器主体中的轴向位移获得测量信号，所述传感器主体通过所述安装夹具固定在监测点，其测量杆固定在监测对象上，且平行于监测对象的待监测方向，所述位移计、数据采集器、网关与所述太阳能电板电性连接，以获得工作电压，所述数据采集器还通过信号线与所述传感器主体以及网关相连，通过所述位移计获得测量信号，再通过所述网关发送到互联网，最后通过互联网传送到所述数据处理系统。/n

【技术特征摘要】
1.桥梁局部变位监控物联网，其特征在于，包括位移计、安装夹具、数据采集器、太阳能电板、网关、后台数据处理系统；所述位移计包括传感器主体和测量杆，其以测量杆在传感器主体中的轴向位移获得测量信号，所述传感器主体通过所述安装夹具固定在监测点，其测量杆固定在监测对象上，且平行于监测对象的待监测方向，所述位移计、数据采集器、网关与所述太阳能电板电性连接，以获得工作电压，所述数据采集器还通过信号线与所述传感器主体以及网关相连，通过所述位移计获得测量信号，再通过所述网关发送到互联网，最后通过互联网传送到所述数据处理系统。


2.根据权利要求1所述的桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，毛红裕，易文翔，李健，王齐炫，
申请(专利权)人：广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44