一种高大模板支撑变形监测系统技术方案

一种高大模板支撑变形监测系统，包括测距装置及云平台，所述测距装置包括激光测距传感器及采集装置，激光测距传感器外设置有固定结构或套设有保护罩；所述采集装置内设置有数据采集模块、数据处理模块、储存模块、报警模块及传输模块，激光测距传感器将测得的数据传输至数据采集模块，数据采集模块接收激光测距传感器的各项信息并将接收的信息发送至数据处理模块进行测距数据进行处理，数据处理模块将处理结果传送至数据采集模块内，数据采集模块接收的各项信息及处理信息由储存模块储存，传输至云平台；云平台将配置信息通过传输至数据采集模块进行配置；所述报警模块与数据采集模块连接，数据采集模块内数据处理异常时报警模块发出警报。

【技术实现步骤摘要】
一种高大模板支撑变形监测系统
本技术涉及一种高大模板支撑变形监测系统。
技术介绍
高大模板支撑体系具有搭设高、跨度大、施工总荷载或集中线荷载较大等特征，属于危险性较大的分部分项工程。高支模中任何构件或局部失稳均可能导致模板或支撑体系破坏，也可能导致从局部失稳开始而引发大面积的倒塌事故，给施工现场带来了巨大的安全威胁，因此需要在建筑结构混凝土施工过程中对高支模开展监控量测，及时了解施工过程中支撑体系的变形及稳定性，以便及时调整施工工序，对保证施工安全具有重大意义。高支模监测涉及的监测参数及其监测对象包括：沉降(梁、板)、水平位移(支撑系统)、轴力(立杆)、倾角(立杆)。现有的高支模沉降、水平位移监测设备的核心装置一般采用拉线式位移传感器(霍尔感应编码器)或拉杆式位移传感器(磁致伸缩式、差动变压式、磁阻式、钢弦式)这两种方式，均属于接触式测量。上述监测设备用于高支模监测，存在如下问题：①量测较小，安装不便。目前采用拉线式位移传感器的高支模变形监测装置，其量程介于50mm～2000mm之间(若采用更大量程的装置，精度不足)，不论用于沉降监测或水平位移监测，均需要采用钢丝对拉线进行延长，确保拉线的一端固定在待测结构物上、另一端固定在地面或稳固结构上；另外，安装时需要人工爬钢管架将拉绳的一端固定在支模架底部，作业存在较大的危险性。②机械式结构容易损坏。高支模施工过程中，支模架底部时常因模板存在缝隙，混凝土浆液通过缝隙向下滴落，溅射在传感器上，或浆液沿钢丝延长线流到位移传感器活动部件的缝隙中，容易导致传感器活动部件卡死、锈蚀，轻则影响测量精度，重则导致仪器报废。③现有监测设备采用有线连接或基于Zigbee的局域网组网方式，采用有线的方式安装部署不便、采用Zigbee的通信方式信号受钢管支架削弱，实际通信距离大幅下降，导致在大面积高支模监测项目中时常出现信号中断等问题，局域网组网系统通信距离短，现场监测人员不得不在靠近高支模架的地方采用数据采集设备开展监控，工作方式较不安全。④采用本地化采集设备，难以实现于政府监管平台进行实时数据对接。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供以下方案：一种高大模板支撑变形监测系统，包括测距装置及云平台，所述测距装置包括激光测距传感器及采集装置，激光测距传感器外设置有固定结构或套设有保护罩；所述采集装置内设置有数据采集模块、储存模块、报警模块及传输模块，激光测距传感器将测得的数据传输至数据采集模块，数据采集模块接收激光测距传感器的各项信息及并将接收的信息发送至数据处理模块进行测距数据进行处理，数据处理模块将处理结果传送至数据采集模块内，数据采集模块接收的各项信息及处理信息由储存模块储存，并通过传输模块传输至云平台；云平台将配置信息通过传输模块传输至数据采集模块，对采集装置及激光测距传感器进行配置；所述报警模块与数据采集模块连接，数据采集模块内数据处理异常时报警模块发出警报。进一步的，所述数据处理模块对测距数据至少进行数据校验、进制转换、测距值计算，多组数据的数据滤波处理。进一步的，所述固定结构包括截面呈L形的固定钢板及设置于固定钢板底面的钢管扣件。进一步的，所述保护罩为管状结构，保护罩顶面为斜面，斜面处嵌入透明面板。进一步的，所述斜面与水平面的夹角为45°。进一步的，所述传输模块支持4G及LoRa组网。进一步的，所述激光测距传感器包括水平位移测距传感器及沉降位移测距传感器。进一步的，所述传输模块采用4G模式传输数据时，激光测距传感器与数据采集模块通过电缆连接。进一步的，所述传输模块采用LoRa组网模式时，激光测距传感器与传输模块通过电缆连接，传输模块与数据采集模块通过无线信号连接。激光测距传感器通过螺栓固定在L形的固定钢板上，固定钢板底部预留螺栓孔，固定钢板的底面安装有钢管扣件，钢管扣件可调整为横向或竖向，便于将激光测距传感器固定在钢管上。若激光测距传感器固定在地面，可将钢管扣件取下，采用膨胀螺栓穿过螺丝孔将激光测距传感器固定在地面。激光测距传感器安装就位后，与采集装置通过电缆连接，采集装置中的数据采集模块控制激光测距传感器采集数据及数据配置。将激光测距传感器及采集装置安装完毕并通电后，设备自检并向云平台发送上线信息，同时接收云平台的配置信息并完成采集配置(设备编号、采集周期、数据传输模式、预警阈值等)；激光测距传感器开始工作，测量初始值(测量激光测距传感器到高支模监测点的距离)，待测量值稳定后，取稳定后的某一时段的测量数据取平均值作为测量初始值，并传输至到数据采集模块中进行初始值置零，此后每测量一组数据，在数据处理模块中进行数据处理，包括数据校验、进制转换、测距值计算，多组数据进行数据滤波处理，即将一个时间段内多次测量并采集的数据，针对测量值进行滤波(包括但不限于平均值滤波、中位数滤波等滤波方式)，剔除异常数据增加数据准确性、稳定性，根据每台仪器的初始置零值及当前批次数据计算累计变化量、变化速率，加入网关编号、设备编号及时间标签对数据进行封装，储存在储存模块中，并通过传输模块实时发送至云平台；当某参数计算成果超过预设的预警值时(如累计变化、变化速率超限)，触发报警模块发出警报，并将报警信息传输至云平台；云平台接收报警信息后，向预设的管理人员手机发出预警短信。其中，累计变化＝本次测量值—初始值(取稳定后的某一时段的测量数据取平均值作为测量初始值)；变化速率＝(本次测量值—上次测量值)/测量间隔。在当地信号良好的情况下，可设置4G传输，每个数据采集模块直接将数据发送至云平台；当地信号不佳时，可设置LoRa组网模式，各个数据采集模块将数据发送至场地附近的网关，由网关连接网线或4G的方式将数据转发至云平台。另外，数据传输至云平台后，可通过政府监管平台的数据接口，将测量原始数据、成果数据推送到监管平台上。当激光测距传感器设置于易滴水或泥浆处，为保护激光测距传感器，设计保护罩，保护罩为管状，斜面与水平面的夹角为45°，斜面嵌入透明面板，透明面板选用具有高强度、高透光性的材质，透明面板与斜面之间用胶粘的方式，确保透明面板与斜面之间的缝隙不漏水。透明面板表面涂有表面活性剂，起到疏水的作用。使用时保护罩罩在激光测距传感器外，保护罩侧壁采用长螺杆与测量模块的L型钢板连接固定，当监测过程中高支模架上方液体或混凝土浆液溅落在透明面板上，因面板的疏水作用及斜面的倾角，可快速掉落，确保水及浆液不沾染在透明面板上，可避免影响保护罩内部激光测量模块光路、避免浆液损坏激光测距传感器。本技术的有益效果为：采用一段时间平均值及平均变化值作为监测数据标准且数据经过滤波处理，剔除异常数据或无效数据等干扰信息，监测更加准确，数据实时上传并进行存储，数据有迹可循；报警及时，一旦数据异常立刻发出警报，防止长时间无人应答导致支架形变无法弥补；激光测距传感器外设置固定钢板及钢管扣件，方便其在各个位置进行固定；激光测距传感器外设置保护罩，防止液体或混凝土直接滴落于激光测距传感器上破坏其光路准确性，顶面倾斜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高大模板支撑变形监测系统，包括测距装置及云平台，其特征在于：所述测距装置包括激光测距传感器及采集装置，激光测距传感器外设置有固定结构或套设有保护罩；所述采集装置内设置有数据采集模块、数据处理模块、储存模块、报警模块及传输模块，激光测距传感器将测得的数据传输至数据采集模块，所述数据采集模块用于接收激光测距传感器的各项信息并将接收的信息发送至数据处理模块进行测距数据进行处理，所述数据处理模块用于将处理结果传送至数据采集模块，所述储存模块用于储存数据采集模块接收的各项信息及处理信息，所述传输模块用于将储存模块内储存的各项信息及处理信息传输至云平台；所述云平台用于将配置信息通过传输模块传输至数据采集模块，并对采集装置及激光测距传感器进行配置；所述报警模块与数据采集模块连接，数据采集模块内数据处理异常时报警模块发出警报。/n

【技术特征摘要】
1.一种高大模板支撑变形监测系统，包括测距装置及云平台，其特征在于：所述测距装置包括激光测距传感器及采集装置，激光测距传感器外设置有固定结构或套设有保护罩；所述采集装置内设置有数据采集模块、数据处理模块、储存模块、报警模块及传输模块，激光测距传感器将测得的数据传输至数据采集模块，所述数据采集模块用于接收激光测距传感器的各项信息并将接收的信息发送至数据处理模块进行测距数据进行处理，所述数据处理模块用于将处理结果传送至数据采集模块，所述储存模块用于储存数据采集模块接收的各项信息及处理信息，所述传输模块用于将储存模块内储存的各项信息及处理信息传输至云平台；所述云平台用于将配置信息通过传输模块传输至数据采集模块，并对采集装置及激光测距传感器进行配置；所述报警模块与数据采集模块连接，数据采集模块内数据处理异常时报警模块发出警报。


2.如权利要求1中所述一种高大模板支撑变形监测系统，其特征在于：所述数据处理模块对测距数据至少进行数据校验、进制转换、测距值计算，多组数据的数据滤波处理。


3.如权利要求1中所述一种高大模板支撑变形监测系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：林兴立，胡荣，李元元，刘修桥，
申请(专利权)人：广州翰南工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44