专利名称：一种用于相似模型试验的实时信息显示系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种模型试验中的数据处理及传输系统，尤其是一种相似模型试验的实时信息显示系统。本发明还涉及一种用于相似模型试验的实时信息显示方法。
背景技术：
随着我国社会经济的发展和交通事业的腾飞，地下空间的开发利用越来越体现出巨大经济效益和社会效益。随着地下工程建设数量的不断增加，规模不断增大，范围不断拓展，工程建设的难度也不断增加。科学工作者通过各种研究手段对地下工程设计、施工和运营规律进行探索，其中，地下工程模型试验对地下工程进行仿真模拟是一种有效的方法，但现在的地下工程模型试验中存在明显的弱点，模型试验的监测数据是在试验结束后进行处理和分析，试验过程中模型体的情况大都靠经验进行判断，试验数据的反馈存在明显的滞后性，对试验的精确度有明显的影响。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种简单及时的监测数据处理、传输和显示系统和方法，用于模型试验过程中对监测数据进行初步处理及反馈，提供试验过程中模型体所处的状态，尤其是相似模型试验的监测数据实时信息显示系统。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案
一种用于相似模型试验的实时信息显示系统，包括试验台架、数据处理装置和实时数据显示屏，试验台架内铺设有相似材料，相似材料内埋设有用于监测模型体状态的相关参数的监测元件，监测元件与试验台架外部的监测数据采集装置相连，监测数据经过数据处理装置中的程序处理，在实时数据显示屏上动态显示反应模型体状态的相关参数。所述监测元件包括用于监测位移、应力、应变和渗压的监测元件。所述监测数据采集装置包括光纤位移采集系统、光纤渗压采集系统、电阻应变采集系统和水压力变送器。所述数据处理装置由数据接收口、数据解调器、数据处理软件和数据输出口组成，其中，数据接收口可接收监测数据采集装置的光电信号和电阻采集系统的电信号，数据解调器将光电信号转换为电信号，数据处理软件分为光纤位移、光纤应力、光纤渗压、电阻应变四个模块，其能够分别导入相应的监测数据和对这些数据进行处理的换算关系式，并对监测数据进行实时处理，转化为工程、试验中位移、应力、应变和渗压的数据，并通过输出口转化为电信号进行输出。 所述实时数据显示屏由2. 4mX0. 8m的LED超薄显示屏实时显示相关参数，数据接口与数据处理装置的数据输出口相连。
一种用于相似模型试验的实时信息显示方法，在相似模型试验台架的相似材料中埋设用于监测模型体状态的相关参数的监测元件，监测的数据由数据采集装置接收，并将数据导入数据处理装置；监测数据经过数据处理装置中的程序处理，将监测元件监测的数据转换为工程中常用的数据；数据处理装置通过数据输出端，将数据在显示屏上实时显示。数据处理装置的数据接收口可接收监测数据采集装置的光电信号和电阻采集系统的电信号，数据解调器将光电信号转换为电信号，数据处理软件分为光纤位移、光纤应力、光纤渗压、电阻应变四个模块，其能够分别导入相应的监测数据和对这些数据进行处理的换算关系式，并对监测数据进行实时处理，转化为工程、试验中位移、应力、应变和渗压的数据，并通过输出口转化为电信号进行输出。本发明研究了模型试验中监测数据的实时信息显示系统，解决了模型试验中监测数据的及时、直观显示问题。将实时信息显示系统应用于模型试验中，与前人研究相t匕，更及时的显示出试验过程的监测数据，使试验操作人员第一时间了解到模型体所处的状态，有利于试验人员更好的控制试验进程，大大提高了模型试验的精确性。本发明解决了相似模型试验中监测数据实时处理、传输和显示问题，具有以下优
占-
^ \\\
1、能成功接收多种监测数据并进行数据的传输；
2、能对常用监测数据进行初步处理和转换，为试验操作人员提供工程中常用的试验参
数；
3、能对试验监测数据进行实时处理，保证第一时间提供试验参数，使试验操作人员及时了解模型体状态，有利于对试验进程作出准确判断；
4、能实现试验参数的实时动态显示，方便，直观。
图I是本发明结构示意 其中I.试验台架；2.相似材料；3. LED实时信息显示屏；4.监测数据采集装置；5.数据处理装置；6.地下工程模型；7.监测元件；8.数据传输线。
具体实施例方式下面通过具体实例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。图I中，一种用于相似模型试验的实时信息显示系统，包括试验台架I、监测系统、数据处理装置5和实时数据显示屏3，试验台架I内铺设有相似材料2，相似材料2内埋设有位移、应力、应变、渗压等监测元件7，监测元件7与试验台架外部的监测数据采集装置4相连，监测数据经过数据处理装置5中的程序处理，在实时数据显示屏3上动态显示反应模型体状态的相关参数。所述监测系统由监测元件7和监测数据采集装置4组成，监测数据采集装置4包括光纤位移采集系统、光纤渗压采集系统、电阻应变采集系统和水压力变送器。所述数据处理装置5由数据接收口、数据解调器、数据处理软件和数据输出口组成，其中，数据接收口可接收光纤采集系统(监测数据采集装置4)的光电信号和电阻采集系统的电信号，数据解调器将光电信号转换为电信号，数据处理软件分为光纤位移、光纤应力、光纤渗压、电阻应变四个模块，可分别导入相应的监测数据，根据、S=Le等基本公式，对监测数据进行实时处理，转化为工程、试验中常用参数应力、位移等数据，并通过输出口转化为电信号进行输出。数据处理软件装置能够输入常用监测元件监测数据与工程中常用数据的换算关系式。所述实时数据显示屏3由2. 4mX0. 8m的LED超薄显示屏实时显示相关参数，数据接口与数据处理装置的数据输出口相连。本发明在试验台架中铺设相似材料，相似材料中按照试验设计要求，埋设相应的监测元件，监测数据由数据采集装置接收，并将数据导入数据处理装置；数据处理装置中安装有常用的监测数据处理程序，可以将常用监测元件数据，如应变数据、光纤元件监测的波长等数据，初步转换为工程中常用的应力、位移数据；数据处理装置通过数据输出端，将数据在LED超薄显示屏上实时显示。
一种用于相似模型试验的实时信息显示方法，其采用上述实时信息显示系统，步骤为在相似模型试验台架的相似材料中埋设用于监测模型体状态的相关参数的监测元件，监测的数据由数据采集装置接收，并将数据导入数据处理装置；监测数据经过数据处理装置中的程序处理，将监测元件监测的数据转换为工程中常用的数据；数据处理装置通过数据输出端，将数据在显示屏上实时显示。数据处理装置的数据接收口可接收监测数据采集装置的光电信号和电阻采集系统的电信号，数据解调器将光电信号转换为电信号，数据处理软件分为光纤位移、光纤应力、光纤渗压、电阻应变四个模块，其能够分别导入相应的监测数据和对这些数据进行处理的换算关系式，并对监测数据进行实时处理，转化为工程、试验中位移、应力、应变和渗压的数据，并通过输出口转化为电信号进行输出。
权利要求
1.一种用于相似模型试验的实时信息显示系统，其特征在于包括试验台架、数据处理装置和实时数据显示屏，试验台架内铺设有相似材料，相似材料内埋设有用于监测模型体状态的相关参数的监测元件，监测元件与试验台架外部的监测数据采集装置相连，监测数据经过数据处理装置中的程序处理，在实时数据显示屏上动态显示反应模型体状态的相关参数。
2.根据权利要求I所述的用于相似模型试验的实时信息显示系统，其特征在于所述监测元件包括用于监测位移、应力、应变和渗压的监测元件。
3.根据权利要求I所述的用于相似模型试验的实时信息显示系统，其特征在于所述监测数据采集装置包括光纤位移采集系统、光纤渗压采集系统、电阻应变采集系统和水压力变送器。
4.根据权利要求I所述的用于相似模型试验的实时信息显示系统，其特征在于所述数据处理装置由数据接收口、数据解调器、数据处理软件和数据输出口组成，其中，数据接收口可接收监测数据采集装置的光电信号和电阻采集系统的电信号，数据解调器将光电信号转换为电信号，数据处理软件分为光纤位移、光纤应力、光纤渗压、电阻应变四个模块，其能够分别导入相应的监测数据和对这些数据进行处理的换算关系式，并对监测数据进行实时处理，转化为工程、试验中位移、应力、应变和渗压的数据，并通过输出口转化为电信号进行输出。
5.根据权利要求I所述的用于相似模型试验的实时信息显示系统，其特征在于所述实时数据显示屏由2. 4mXO. 8m的LED超薄显示屏实时显示相关参数，数据接口与数据处理装置的数据输出口相连。
6.一种用于相似模型试验的实时信息显示方法，其特征是，在相似模型试验台架的相似材料中埋设用于监测模型体状态的相关参数的监测元件，监测的数据由数据采集装置接收，并将数据导入数据处理装置；监测数据经过数据处理装置中的程序处理，将监测元件监测的数据转换为工程中常用的数据；数据处理装置通过数据输出端，将数据在显示屏上实时显示。
7.如权利要求6所述的方法，其特征是，数据处理装置的数据接收口可接收监测数据采集装置的光电信号和电阻采集系统的电信号，数据解调器将光电信号转换为电信号，数据处理软件分为光纤位移、光纤应力、光纤渗压、电阻应变四个模块，其能够分别导入相应的监测数据和对这些数据进行处理的换算关系式，并对监测数据进行实时处理，转化为工程、试验中位移、应力、应变和渗压的数据，并通过输出口转化为电信号进行输出。
全文摘要
本发明公开了一种用于相似模型试验的实时信息显示系统和方法，包括试验台架、数据处理装置和实时数据显示屏，试验台架内铺设有相似材料，相似材料内埋设有用于监测模型体状态的相关参数的监测元件，监测元件与试验台架外部的监测数据采集装置相连，监测数据经过数据处理装置中的程序处理，在实时数据显示屏上动态显示相关参数。本发明研究了模型试验中监测数据的实时信息显示系统，解决了模型试验中监测数据的及时、直观显示问题。将实时信息显示系统应用于模型试验中，与前人研究相比，更及时的显示出试验过程的监测数据，使试验操作人员第一时间了解到模型体所处的状态，有利于试验人员更好的控制试验进程，大大提高了模型试验的精确性。
文档编号G09F9/33GK102622961SQ20121008932
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者周宗青, 周毅, 宋曙光, 李利平, 李术才, 林春金, 王凯, 王庆瀚, 石少帅 申请人:山东大学