一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统及方法技术方案

本发明专利技术为一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统及方法，用于监测玻璃幕墙，玻璃幕墙包括若干阵列连接的幕墙结构，幕墙结构包括支撑框、玻璃和结构胶；系统包括分别安装在若干幕墙结构上的若干传感器模块和与传感器模块连接的计算模块，传感器模块包括若干光纤光栅加速度传感器和光纤光栅应变传感器，若干光纤光栅加速度传感器设置在支撑框上，若干光纤光栅应变传感器埋设在结构胶内；计算模块用于对光纤光栅加速度传感器和光纤光栅应变传感器测量的波长数据进行处理分析，得到玻璃幕墙的安全状态并展示。本发明专利技术能够在玻璃幕墙出现安全风险时提前进行预警，进而提高玻璃幕墙的安全性能，减小周围人员和设施的安全隐患。患。患。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统及方法


[0001]本专利技术属于玻璃幕墙
，尤其涉及一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统及方法。

技术介绍

[0002]隐框玻璃幕墙的金属框是隐蔽在玻璃的背面，室外看不见金属框，仅仅是使用硅酮结构胶将玻璃粘接在铝框上。所以硅酮结构胶是玻璃幕墙的主要承力结构，玻璃自重、风荷载等荷载都由硅酮结构胶承受。而硅酮结构胶在受到外力的作用和环境的腐蚀下，必然会出现老化、松动等情况，从而使得玻璃无法牢固的粘结在铝框上，最终导致玻璃坠落而发生安全事故。近年来，随着玻璃幕墙的使用越来越多，幕墙玻璃高空脱落伤人的事件发生得逐渐多了起来，因此对玻璃幕墙的安全状态监测研究就具有十分重大的意义。
[0003]目前，如何预测到玻璃幕墙的玻璃可能发生松动、移动或者脱落，同时在松动、移动或者脱落过程中提供预警，目前现有技术不能很好的解决问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统及方法，结构简单，通过光纤光栅加速度传感器与光纤光栅应变传感器进行实时监测，从而能够在玻璃幕墙出现安全风险时提前进行预警，进而提高玻璃幕墙的安全性能，减小周围人员和设施的安全隐患。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，用于监测玻璃幕墙，玻璃幕墙包括若干阵列连接的幕墙结构，幕墙结构包括支撑框、玻璃和结构胶，玻璃的四条侧边通过结构胶固定于支撑框上；基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统包括分别安装在若干幕墙结构上的若干传感器模块和与传感器模块连接的计算模块；
[0007]传感器模块包括若干光纤光栅加速度传感器和若干光纤光栅应变传感器，若干光纤光栅加速度传感器设置在支撑框上，若干光纤光栅应变传感器埋设在结构胶内；
[0008]计算模块用于对光纤光栅加速度传感器和光纤光栅应变传感器测量的波长数据进行处理分析，得到玻璃幕墙的安全状态，并将玻璃幕墙的安全状态进行展示。
[0009]进一步地，传感器模块包括两个光纤光栅加速度传感器和八个光纤光栅应变传感器，两个光纤光栅加速度传感器分别设置在支撑框相对的两内侧壁上，八个光纤光栅应变传感器两两一组分为四组，四组光纤光栅应变传感器分别设置在位于玻璃的四条侧边的结构胶内，同一组的两个光纤光栅应变传感器间隔设置。
[0010]进一步地，各传感器模块的八个光纤光栅应变传感器通过连接光纤依次连接形成第一传感器组，位于第一传感器组其中一端的光纤光栅应变传感器通过传输光缆与计算模块连接；
[0011]以四个阵列设置的幕墙结构组成一组，设置在同一组的四个幕墙结构上的光纤光
栅加速度传感器通过连接光纤依次连接形成第二传感器组，位于第二传感器组其中一端的光纤光栅加速度传感器通过传输光缆与计算模块连接。
[0012]进一步地，光纤光栅应变传感器封装在毛细钢管内。
[0013]进一步地，光纤光栅加速度传感器通过基座固定在支撑框上，基座包括支座和柱体，支座通过螺栓连接支撑框，柱体的一端固定在支座上，其另一端与光纤光栅加速度传感器螺纹连接。
[0014]本专利技术还提供一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测方法，应用于如上所述的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，方法包括如下步骤：
[0015]获取光纤光栅加速度传感器测量的第一波长数据和获取光纤光栅应变传感器测量的第二波长数据，并对第一波长数据和第二波长数据进行预处理，然后将预处理后的第一波长数据转化为对应的频率数据和将预处理后的第二波长数据转化为对应的应变量数据；
[0016]将频率数据与预设的第一阈值范围进行对比，以及将应变量数据与预设的第二阈值范围进行对比，以判断得出玻璃幕墙的安全状态；
[0017]将判断得出的玻璃幕墙的安全状态进行展示。
[0018]本专利技术还提供一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测方法，应用于如上所述的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，方法包括如下步骤：
[0019]获取光纤光栅加速度传感器测量的第一波长数据和获取光纤光栅应变传感器测量的第二波长数据，并对第一波长数据和第二波长数据进行预处理，然后将预处理后的第一波长数据转化为对应的频率数据和将预处理后的第二波长数据转化为对应的应变量数据；
[0020]根据每个传感器模块中若干光纤光栅加速度传感器对应的频率数据和若干光纤光栅应变传感器对应的应变量数据，构建二维数组，并将每个二维数组分别输入已构建的神经网络模型，得出各个幕墙结构的安全状态；
[0021]将得出的各个幕墙结构的安全状态进行展示。
[0022]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0023](1)通过使用到了光纤光栅加速度传感器与光纤光栅应变传感器两种传感器，能够测量频率与应变量等物理量，根据采集到的监测数据来判断玻璃幕墙的安全状态，从而能够提前进行预警，避免出现安全事故；
[0024](2)通过光纤光栅加速度传感器与光纤光栅应变传感器测量到的频率与应变两种物理量，将两者分别进行分析，针对结果对比分析，综合得到结果，使得结果更加准确，从而防止出现漏报情况；
[0025](3)光纤光栅传感器之间组串简单，且可以使用到波分复用方式，形成大规模光纤光栅传感网络，不仅能同时采集多个传感器的数据，还能准确知道传感器具体位置，从而实现快速查找问题处的位置，以便后续检查与维修，节省人力并降低成本；
[0026](4)光纤光栅应变传感器体积小，设置在结构胶内不会影响幕墙结构整体结构的安全性，同时光纤光栅应变传感器直接接触结构胶，能够更加精确的感受结构胶的脱胶程度；
[0027](5)光纤光栅加速度传感器设置在支撑框上，不与玻璃直接接触，从而在测量过程
中不会因与玻璃直接接触而对玻璃产生损耗。
附图说明
[0028]图1为本专利技术基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统中在幕墙结构上安装光纤光栅应变传感器的示意图；
[0030]图3为本专利技术基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统中光纤光栅加速度传感器的安装示意图；
[0031]图4为本专利技术基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统中光纤光栅加速度传感器与基座的连接示意图；
[0032]图5为本专利技术一实施例的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测方法的步骤流程图；
[0033]图6为本专利技术另一实施例的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测方法的步骤流程图。
[0034]图中，1
‑
光纤光栅加速度传感器，2
‑
光纤光栅应变传感器，3
‑
计算模块，4
‑
连接光纤，5
‑
传输光缆，6
‑
基座，61
‑
支座，62
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，用于监测玻璃幕墙，所述玻璃幕墙包括若干阵列连接的幕墙结构，所述幕墙结构包括支撑框、玻璃和结构胶，所述玻璃的四条侧边通过结构胶固定于支撑框上；其特征在于，所述监测系统包括分别安装在若干幕墙结构上的若干传感器模块和与传感器模块连接的计算模块；所述传感器模块包括若干光纤光栅加速度传感器和若干光纤光栅应变传感器，若干所述光纤光栅加速度传感器设置在支撑框上，若干所述光纤光栅应变传感器埋设在结构胶内；所述计算模块用于对光纤光栅加速度传感器和光纤光栅应变传感器测量的波长数据进行处理分析，得到所述玻璃幕墙的安全状态，并将所述玻璃幕墙的安全状态进行展示。2.根据权利要求1所述的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，其特征在于，所述传感器模块包括两个光纤光栅加速度传感器和八个光纤光栅应变传感器，两个所述光纤光栅加速度传感器分别设置在支撑框相对的两内侧壁上，八个所述光纤光栅应变传感器两两一组分为四组，四组所述光纤光栅应变传感器分别设置在位于玻璃的四条侧边的结构胶内，同一组的两个所述光纤光栅应变传感器间隔设置。3.根据权利要求2所述的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，其特征在于，各所述传感器模块的八个光纤光栅应变传感器通过连接光纤依次连接形成第一传感器组，位于所述第一传感器组其中一端的光纤光栅应变传感器通过传输光缆与计算模块连接；以四个阵列设置的所述幕墙结构组成一组，设置在同一组的四个所述幕墙结构上的光纤光栅加速度传感器通过连接光纤依次连接形成第二传感器组，位于所述第二传感器组其中一端的光纤光栅加速度传感器通过传输光缆与计算模块连接。4.根据权利要求1所述的基于多参量的隐框玻璃幕墙安全状态监测系统，其特征在于，所述光纤光栅应变传感器封装在毛细钢管内。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永祥，吕韩阳，黄启云，徐东华，梁镒声，杨期江，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：