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监测
一、概述:
 
        目前,随着社会不断的发展,建筑、桥梁、仓库等对于安全及环境提出了越来越高的要求,建筑结构安全、温度及湿度等越来越受到人们的普遍关注。针对这一要求,采用成熟的无线传感器网络技术,可以让桥梁、建筑和其它待测物能够自身感觉并意识到它们的状况,从而可以让管理部门按照优先级进行定期的维修工作。下面,我们结合实际应用,浅谈一下无线传感器在桥梁检测中的应用。
 
二、目的:
 
        1、桥梁及周围环境的温度、应变、振动等测量,可以对桥梁的工作环境、桥梁的结构状态、桥梁在车载等各类外部荷载因素作用下的响应进行实时监测;
 
        2、在无线传感器测量系统中,可以根据采集控制软件查看数据,并有检测数据趋势曲线图,可供设备管理人员分析,指导设备检修,避免事故的发生。
 
        3、各个传感器节点采集到的数据实时同步显示、分析和存储,
 
        4、实现自动报警,当监测数据超出其上限值时,计算机将自动发出报警信号,并自动打开报警点的显示界面。
 
        5、提高检测效率,缩短检测周期。
 
三、解决方案
 
        (以斜拉桥为例)其他类型桥梁可根据自身特点进行合理布放节点。
 
1、大桥检测点布放:
 
斜拉索监测
 
        斜拉桥的性能主要取决于斜拉索,斜拉索受损因素主要有:材质的缺陷、钢丝的破裂、以及环境腐蚀引起的疲劳损伤。因此,准确掌握斜拉索索力分布和索力变化有助于监测斜拉索的状态、分析索力对斜拉桥结构内力的影响和正确指导索力校正,并作为进一步检测的依据。
 
主梁监测
 
        主梁的监测主要包括整体结构工作状况和结构重点部位健康状况的监测;影响主梁振动特性的主要因素是主梁结构本身的刚度、质量分布、环境温度、斜拉索索力、风况等。对主梁振动的监测,可以识别主梁结构的动力特性参数,实现对主梁结构承受波动载荷历程的记录。
 
索塔监测
 
        索塔是支承桥梁的主要承重构件,涉及索塔结构安全的主要因素有:塔身在强风、震动等荷载作用下的稳定性;因此,通过对索塔的模态分析及动力响应分析,可以确定索塔布放传感器的最优位置,选取几个最优测点进行检测。
 
环境监测
 
        环境监测主要有风速、交通荷载及其分布状况和震动监测。震动监测可以在索塔底部布置的三向加速度计进行监测。
 
2、数据采集方案:
 
        ●  采用无线数据传输技术,在测量范围内建无线传感网络,使用BeeData计算机采集处理软件将所采集的设备监测数据通过无线网关传入计算机内,进行数据实时分析。
 
        ● 通过USB无线网关把接收到的无线数据通过计算机接口传输至计算机进行存储,存储文件格式有(UFF、CSV,TXT等)。
        ● 对于采集后的数据,具有一定的自动数据分析和统计功能,提取出对于用户来说有价值的数据,如:最大值,最小值,以及平均值。通过配套的采集控制软件,还可以生成变化曲线图,供检查人员、运行人员、设备管理人员查看。
        ● 网络结构形式如图所示:
 
3、系统组成:

        ● 无线传感器测量系统组成:

        ● 无线传感器节点

        ● 无线网关

        ● BeeNet网络协议

        ● BeeData计算机采集处理软件

4、系统功能特点:
 
        ● 无线测量:对每个测量点进行无线监测,自动检测全部传感器的测定值,并实时显示在计算机上;
        ● 布线容易:根据现场测试要求,利用适当的传感器类型,如加速度传感器等,可以有效地构建一个三维立体的防护检测网络。组网迅速,结构简单,功能强大;
        ● 操作简单:系统设计人性化强,BeeData软件开发人机界面友好,易学易懂;
        ●  安装方便:用户可以根据现场安装条件,灵活布放节点,公司配备安装磁座配件,便于布放;
        ●网络覆盖范围广:冲破了时间和空间的限制,采用无线接收网关,将采集到的数据传到计算机内;
        ●曲线功能: 提供实时趋势图,对于形变、温湿度发生的变化用曲线显示在屏幕上。