一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法，属于大跨空间结构领域。其将可自由移动的测点关联到对应的通道，并设置在对应的背景版上，实现膜结构的测点数据可视化。由不同背景版和测点布置得到不同指标的可视化方案。具体包括位移、加速度、风压和应变的可视化实现过程与布设。背景版由二维气承式膜结构主视图加测点构成，可由测点数量和类型进行分类；测点需关联测量通道，设置数值类型，并且可以自由移动。在进行背景版分类后，在每个类型的背景版下新建测点，设置完毕后按测点类型将对应测点移动到对应通道的传感器位置，即可完成对整体结构响应的可视化监测。该方法能更直观地看出气承式膜结构所有测点变化尺度与结构的相关性。结构的相关性。结构的相关性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法


[0001]本专利技术涉及一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法，属于大跨空间结构


技术介绍

[0002]气承式膜结构已广泛应用于煤棚、体育场等大跨空间建筑。相比传统结构形式，气承式膜结构质量较轻，刚度较小，变形较大，又因为对风荷载较为敏感，因此其健康监测要求较高，监测指标也比较多。监测指标一般包括加速度、风压、位移、应变等，其测点位置一般不同，分别用来描述结构表面速度变化的快慢，风压的大小，位移的变化，索网关键位置应变的大小等。
[0003]这些监测指标功能不同，单位也各不相同，单独分析每一个通道的监测数据曲线难以把握整体结构的情况。由于数据采集的独立性，也难以同时分析各个测点，因此不容易把握其相关性。各个监测指标所需的通道数量也不同：应变、风压仅需一个通道即可描述测点的具体情况；加速度、位移这些测点则需要三个通道去描述，即将它们分解为X、Y、Z三个轴上的变量才可反映其具体情况。随着测点的增多，监测数据的增量三倍于测点的增量，很容易导致监测数据量过大，不利于对数据的分析。

技术实现思路

[0004]针对现有整体观测上的困难，本专利技术旨在研发一种适用于气承式膜结构健康监测的简易方法，通过可视化的测点布设方式与设计平面主视图的结合，以较直观的方式兼顾测点与整体结构，保证健康监测时各个测点数据的同步性。由于大部分气承式膜结构没有分层，在结构上为枕形，所以平面主视图包含了结构的大部分信息。这种特点使得以二维平面表达三维测点的全部信息成为可能。/>[0005]为解决上述问题，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法，以整体气承式膜结构设计平面主视图为背景版，添加可移动测点的方式，实现直观的气承式膜结构的整体观测，具体为：
[0007]步骤一：在气承式膜结构上设置传感器，建立实际测点，建立观测指标：位移、加速度、风压以及应变；连接实际测点信号采集器；
[0008]步骤二：根据观测指标的不同，将计算机上的所述背景板分为不同的类型，或者将低密度观测点设置在同一个背景版里；
[0009]步骤三：在背景版上创建可移动测点，并绑定通道；所述通道对应于实际测点信号采集器上时域曲线的通道，用于实时显示实际测点信号实测值；设置背景版上可移动测点的显示数值类型；将背景版上的可移动测点设置到与步骤一所述气承式膜结构实际测点位置、观测指标对应相同，其背景版上的平面坐标与气承式膜结构上传感器的实际安装坐标相同；
[0010]步骤四：将观测指标对应的全部可移动测点和通道设置好，并移动到背景版对应
的位置上；
[0011]步骤五：选取其它观测指标，按照步骤二至步骤四，制作完成其它观测指标的背景版图；
[0012]步骤六：设置完毕后，打开显示端并接通实际测点信号采集器，通过观察不同观测指标的背景板，将不同且相对独立的实际测点信号采集器采集的时域曲线按照同一时刻整合在一起，在背景版上分析整理可移动测点间的关联性，对比数值的大小，直观地得到所有可移动测点的变化尺度与结构的相关性，从而完成对气承式膜结构的整体可视化监测，达到观测整体结构随风荷载响应的目的。
[0013]进一步地，所述背景版按照实际测点的数量和类型进行分类。
[0014]进一步地，所述步骤二中，背景版分类中，三参数测点分成一类，以准确描述测点位置；数值类型相似的测点分为一类。
[0015]进一步地，所述步骤三中，所有可移动测点由实际测点信号采集器实时取值，更新时间保持一致。
[0016]进一步地，所述步骤三中，所述可移动测点关联到对应的通道，每一个可移动测点仅对应一个通道；其中，对于三个参数描述的测点，需添加三个参数分别对应于三个通道，取中间参数放置在背景版上对应的实际测点坐标上，而另外两个参数分别放在中间参数上、下两侧的背景版坐标上。
[0017]进一步地，所述步骤三中，所述可移动测点的显示数值类型分为两种方式：一种是小数点后两位的位数显示，一种是科学计数法；对于采样单位合适的测点，选取小数点的计数方式，便可方便准确的反映可移动测点随时间的变化尺度；对于难以找到合适国际单位制的可移动测点，则选取科学计数法这种显示方式，以避免显示位数过大或过小，难以描述可移动测点变化尺度。
[0018]进一步地，所述背景版分类中，位移和加速度观测指标需要三个变量来描述，对应于三个通道，分成一类，以准确描述测点位置；而风压和应变数值类型相似的测点分为一类，并采用小数点后两位的位数显示或科学计数法显示。
[0019]进一步地，所述气承式膜结构为枕形。没有交错重叠的部分，因此结构上所有的测点不会有重合，以二维背景版为基础即可反映出结构健康监测的全部信息。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1.本专利技术以二维的视图解决了结构的整体观测问题，且相对比较直观，相比三维的方式更节省计算资源。
[0022]2.本专利技术可以对数据观测进行合理分类，便于不同数据间的切换对比，以少量背景版即可解决大量数据的观测问题。
[0023]3.本专利技术已在项目上付诸实践，在大跨度气承式膜结构的观测上属于首创，基于测点布设的灵活性，还可以推广到其他的大跨度结构健康监测上。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例背景版实时位移偏移及部分测点数据放大示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例背景版实时加速度及部分测点数据放大示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例背景版实时风压、应变及部分测点数据放大示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例加速度时域曲线示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例应变时域曲线示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例创建的测点界面；
[0030]图7为本专利技术实施例创建的测点设置界面；
[0031]图8为本专利技术实施例加速度背景版测点示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图1
‑
8和具体实施对本专利技术做进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。
[0033]实施例
[0034]本专利技术的一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法，枕形的所述气承式膜结构用于煤棚，包括如下具体步骤：
[0035]步骤一：在气承式膜结构上设置传感器，建立实际测点，建立观测指标：位移、加速度、风压以及应变；连接实际测点信号采集器；
[0036]步骤二：根据观测指标的不同，将计算机上的所述背景板分为不同的类型，或者将低密度观测点设置在同一个背景版里。
[0037]如图1、图2、图3所示，先选定背景版，按照测点的疏密及类型将背景板分类。其中位移有7个测点，共计21个通道；加速度有12个测点，共计36个通道；风压测点12个，应变测点14个，通道数量共计26个。故将背景版分为描述位移、加速度、风压应变共计三个。
[0038]在背景版分类中，位移和加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法，其特征在于：以整体气承式膜结构设计平面主视图为背景版，添加可移动测点的方式，实现直观的气承式膜结构的整体观测，具体为：步骤一：在气承式膜结构上设置传感器，建立实际测点，建立观测指标：位移、加速度、风压以及应变；连接实际测点信号采集器；步骤二：根据观测指标的不同，将计算机上的所述背景板分为不同的类型，或者将低密度观测点设置在同一个背景版里；步骤三：在背景版上创建可移动测点，并绑定通道；所述通道对应于实际测点信号采集器上时域曲线的通道，用于实时显示实际测点信号实测值；设置背景版上可移动测点的显示数值类型；将背景版上的可移动测点设置到与步骤一所述气承式膜结构实际测点位置、观测指标对应相同，其背景版上的平面坐标与气承式膜结构上传感器的实际安装坐标相同；步骤四：将观测指标对应的全部可移动测点和通道设置好，并移动到背景版对应的位置上；步骤五：选取其它观测指标，按照步骤二至步骤四，制作完成其它观测指标的背景版图；步骤六：设置完毕后，打开显示端并接通实际测点信号采集器，通过观察不同观测指标的背景板，将不同且相对独立的实际测点信号采集器采集的时域曲线按照同一时刻整合在一起，在背景版上分析整理可移动测点间的关联性，对比数值的大小，直观地得到所有可移动测点的变化尺度与结构的相关性，从而完成对气承式膜结构的整体可视化监测，达到观测整体结构随风荷载响应的目的。2.根据权利要求1所述的一种适用于气承式膜结构监测的可视化方法，其特征在于：所述背景版按照实际测点的数量和类型进行分类。3.根据权利要求2所述的一种适用于气承式膜结构监测的可视化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永辉，牟文彪，冯成凯，杨帮敏，颜亦磊，封立林，黄路遥，杨凯，巩翔宇，
申请(专利权)人：浙江浙能乐清发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：