一种桥梁裂缝监测预警系统与预警方法与流程

文档序号:12358036阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,包括信号采集模块、数据处理模块和供电模块(6);所述信号采集模块与数据处理模块保持通信;所述供电模块(6)为信号采集模块和数据处理模块提供电源;

所述信号采集模块包括多个光纤传感器(1)和多个监测终端(2);所述监测终端(2)通过数据采集系统(10)与光纤传感器(1)相连接;

所述数据处理模块包括数据集中器(4),所述数据集中器(4)与网关(3)和终端服务器(5)保持通信。

2.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述光纤传感器(1)包括多根互相并联的导光光纤(7);所述导光光纤(7)一端安装有连续光发射器(9),另一端安装有脉冲光发射器(8);所述脉冲光发射器(8)与导光光纤(7)之间设置有数据采集系统(10)。

3.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述监测终端(2)包括数据采集系统(10)、控制器(11)、损伤识别系统(12)和485通信(13);

所述数据采集系统(10)用来采集信号数据;

所述控制器(11)控制脉冲光发射器(8)和连续光发射器(9)发射指定频率的脉冲光和连续光,同时控制器(11)还通过数据采集系统(10)接收信号数据;

所述损伤识别系统(12)用来识别数据采集系统(10)所采集的信号数据,并判断该信号数据是否超过设定的阀值,若超过阀值则启动485通信(13)将该信号传输至网关(3),若未超过阀值则不启动485通信(13)。

4.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述网关(3)包括本地无线收发器、控制器和485通信;所述控制器通过485通信(13)与多个监测终端(2)相连,控制器接收监测终端(2)传来的信号并经由本地无线收发器向数据集中器(4)发送信号数据。

5.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述数据集中器(4)包括透传GPRS系统、数据存储系统、预警系统和本地无线收发器;所述预警系统由数据集中器(4)控制;所述数据集中器(4)通过本地无线收发器接受到数据后,通过数据存储系统对数据进行存储和损伤分析,并将分析结果通过本地无线收发器发送给终端服务器(5)。

6.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述终端服务器(5)能够主动调用或被动接收和存储数据集中器(4)中存储的数据;终端服务器(5)还可以通过GPRS调控控制器(11),实现对脉冲光发射器(8)和连续光发射器(9)的远程间接控制。

7.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述导光光纤(7)和待测区域之间使用快速凝胶胶结。

8.如权利要求1所述的桥梁裂缝监测预警系统,其特征在于,所述光纤传感器(1)为BOTDA光纤传感器。

9.一种基于上述1-8任意一项桥梁裂缝监测预警系统的预警方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:在桥梁底部和侧部待测区域沿桥梁长度方向密集铺设导光光纤(7),导光光纤(7)与桥梁之间使用快速凝胶胶结;

步骤二:光纤传感器采集损伤信号并通过数据采集系统(10)将采集到的信号传输给监测终端(2);具体采集信号的过程为:

步骤1):由控制器(11)控制脉冲光发射器(8)和连续光发射器(9)发射指定频率的泵浦脉冲光和探测连续光,控制器(11)调节使得脉冲光发射器(8)和连续光发射器(9)发射的光频之差等于布里渊频移:

f1-f2=fB

其中,f1为探测连续光频率,f2为泵浦脉冲光频率,fB为布里渊频移;若测量区域A处产生裂缝,则A点的BOTDA信号将急剧衰减,得到布里渊频移f′B

步骤2):衰减的布里渊信号激发控制器(10),控制器(10)控制脉冲光发射器(8)和连续光发射器(9)进行调谐,使入射泵浦光和探测光之间的频差等于f′B,则监测终端(2)中的数据采集系统(10)接收到A处的布里渊散射信号;

步骤三:监测终端(2)将采集到的各单线路信号传输至其内部的损伤识别系统(12),损伤识别系统(12)自动识别信息判断是否存在损伤,并判断该信号数据是否超过设定的阀值,若超过阀值则启动485通信(13)将该信号传输至网关(3),若未超过阀值则不启动485通信(13);

步骤四:网关(3)将在步骤三中收到的各个单线路的损伤信息通过GPRS无线通信技术传输至数据集中器(4);

步骤五:数据集中器(4)收到网关(3)传输来的损伤信息后,对数据信息进行存储,并启动损伤分析系统对信息进一步分析,确定裂缝宽度;若裂缝宽度超过设定的裂缝宽度限值,则将信息传输至终端服务器(5)的同时启动预警系统进行预警;否则仅将信息传输至终端服务器(5)。

10.如权利要求9所述的预警方法,其特征在于,所述光纤传感器(1)为BOTDA光纤传感器。

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