一种系统门窗的动态风压检测系统及方法与流程

本发明属于门窗风压检测，具体涉及一种系统门窗的动态风压检测系统及方法。

背景技术：

1、玻璃门窗系统是家的私环境与自然环境交互的重要渠道，也是建筑设计的核心要素之一。就门窗系统而言，玻璃通过型材与建筑连接固定为整体，玻璃替代了建筑的墙体面积。结构力学上，型材与建筑的连接点位提供了整体门窗面的受力。随着单一连通区域（同一洞口）门窗面积的增大，门窗整体的自重等比例增加。然而，门窗结构受力的主要来源并非门窗自重，而是门窗在流动气流（动态风压）影响下的震动受力。由于动态风压作用于门窗的力也与门窗面积正相关，且通常是门窗自重的数倍至数十倍不等，因此门窗结构应提供的支撑负载将随着门窗面积的增大而急剧增加。单一支撑结构的负载增加明显，门窗系统结构的耐受性以及门窗系统的安全性成为大幅门窗系统的核心技术指标。

2、对门窗的动态风压进行监测具有较多积极意义，至少包括：

3、门窗结构是复杂技术系统，仅从力的传递分析就包括玻璃、玻璃胶、玻璃垫块、型材、型材垫块、紧固件以及墙体或建筑体等，任何孤立地提高某单一结构部分的力学性能是否能解决系统性结构受力问题均没有直接关联。但门窗的设计、生产到工程安装产业较为传统，对于系统性结构优化和定量分析几乎未起步，更多的日常改进也是基于问题完全暴露后的经验改进，对于问题隐患的发现、预防及排除在行业中还并未涉及。其表现包括行业的试验及检测通常还停留在结果验证的模式上，比如验证结构的力学负载承受能力，通常是真实加载测试负载，并以“是否能承受”为直接观察目标。动态风压检测获取的量化的、非破坏的真实数据对于门窗系统的结构系统性分析改进、风险预测、风险模型训练、风险预警及排除等均具有积极意义。

4、目前在真实的（商品应用端）门窗系统上进行风压检测及数据获取并没有成熟解决方案（应在系统的什么环节检测、如何检测、数据如何分析等均为未知的）。

5、要实现风压的检测，压力传感器的数量要充足，压力传感器不可能直接贴合在玻璃门窗上，那样会影响玻璃门窗的视觉通透性以及美观性，是不被用户所接受的。同时为实现对多数量的压力传感器进行数据分析，还需要额外地设置数据处理单元，同时降低了响应速度。

6、抗风压其实是判断一个门窗是否合格的三个重要元素之一，其余两个分别为：水密性，气密性。风压又分正风压和负风压；正风压是由外往内的风力作用在外窗上的压力，负风压是由内往外，风吹过后的吸力，作用在窗室内面。铝材强度、玻璃刚性不够，抗风压性能就差。大风来袭正负风压作用在窗户上就会让窗户里外摇晃，窗户摇晃，窗户外框容易变形挤压玻璃；轻则玻璃破碎、窗扇五金损坏、型材连接口断裂，重则固定窗户的膨胀螺丝松动脱落造成掉扇或整窗坠落。尤其近些年来客户玻璃越做越大，对门窗的抗风压性能要求越来越高，同时对窗户的设计、型材、五金的选择及制作工艺提出了更高的要求。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术问题，本发明提供一种系统门窗的动态风压检测系统及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、提供一种系统门窗的动态风压检测系统，包括，

4、采集模块，所述采集模块包括至少1个应变传感器，所述应变传感器安装在待检测玻璃的玻璃垫块中，用于检测门窗受侧向力时发生的应变量；

5、标定模块，所述标定模块被配置为对应变传感器进行标定，确定应变传感器检测的电信号与待检测玻璃受到的实际风压的对应关系；

6、检测模块，所述检测模块被配置为根据应变传感器检测的电信号与所述对应关系确定待检测玻璃受到的实际风压值。

7、优选的，标定模块包括，

8、风压产生组件，所述风压产生组件用于模拟不同的风压；

9、m个压力传感器，所述m个压力传感器安装在待检测玻璃表面，采集待检测玻璃表面安装位置处的受到的风压值；

10、拍摄组件，所述拍摄组件用于获取待检测玻璃表面的图像；

11、第一子处理模块，所述第一子处理模块被配置为根据多个压力传感器的安装位置坐标、压力传感器在拍摄图像中的图像坐标确定安装位置坐标到图像坐标的坐标转换矩阵，根据所述坐标转换矩阵将应变传感器的实际安装坐标转化为其在拍摄图像中的图像坐标；

12、第二子处理模块，所述第二子处理模块被配置为根据m个压力传感器检测的压力值和与之对应的图像坐标确定所述图像中待检测玻璃的风压分布图，根据应变传感器的图像坐标以及待检测玻璃的风压分布图，确定应变传感器位置处的风压值；利用确定的风压值对应变传感器检测到的压力值进行标定。

13、优选的，标定模块包括，

14、辅助定位件，所述辅助定位件为片状，辅助定位件具有标记点，辅助定位件用于安装在待检测玻璃表面，压力传感器安装在标记点的位置处。

15、优选的，随机信号发生器，用于产生随机信号，并将所述随机信号发送给风压传感器；

16、所述风压传感器还包括颜色编码模块和显示模块，所述颜色编码模块用于根据所述随机信号产生不同的颜色编码，所述显示模块用于显示所述颜色编码；

17、存储模块，所述存储模块将所述压力传感器的id号、所述随机信号、以及所述颜色编码作为数据组对应存储；

18、标定模块包括：

19、第三子处理模块，所述第三子处理模块被配置为根据拍摄图像确定各显示模块的颜色编码，筛选出与显示模块的颜色编码相同的颜色编码所在的数据对，根据筛选出的数据对确定与颜色编码对应的压力传感器的id号，根据压力传感器的id号与图像坐标确定压力传感器检测的压力值和与之对应的图像坐标。

20、优选的，其中，所述显示模块与颜色编码模块电连接，显示模块具有至少3个指示灯，每个指示灯可分别发出b种颜色的光，颜色编码模块接收随机信号控制显示模块显示颜色编码，b>4。

21、优选的，随机信号为随机数，随机信号发生器发出m个随机数给m个压力传感器的颜色编码模块；

22、标定模块具有第四子处理模块，所述第四子处理模块被配置为从m个随机数中筛选出n个重复数，所述重复数为m个随机数中相同的数，根据n个重复数生成n个不同的第二随机数，将n个第二随机数替换n个重复数；

23、其中，第二随机数与m个随机数均不相同，n为不小于0的整数。

24、优选的，压力传感器具有底座，显示模块与底座活动连接；

25、显示模块具有连接环，底座的侧面具有环形凹槽，连接环与环形凹槽配合使用使连接环能够绕环形凹槽旋转。

26、一种系统门窗的动态风压检测方法，应用于所述的一种系统门窗的动态风压检测系统，包括，

27、s1、将应变传感器集成到待检测玻璃的玻璃垫块中；

28、s2、标定模块对应变传感器进行标定，确定应变传感器检测的电信号与待检测玻璃受到的实际风压的对应关系；

29、s3、检测模块根据应变传感器检测的电信号与所述对应关系确定待检测玻璃受到的实际风压值。

30、优选的，s2的具体步骤包括，

31、s21、获取压力传感器的安装位置坐标、压力传感器在拍摄图像中的图像坐；

32、s22、根据多个压力传感器的安装位置坐标、压力传感器在拍摄图像中的图像坐确定坐标转换矩阵；

33、s23、根据坐标转换矩阵将应变传感器的安装位置坐标转化为其图像坐标；

34、s24、风压产生组件产生不同的风压作用到待检测玻璃上，根据m个压力传感器检测的压力值和与之对应的图像坐标确定所述图像中待检测玻璃的风压分布图；

35、s25、根据应变传感器的图像坐标以及待检测玻璃的风压分布图，确定应变传感器位置处的风压值；

36、s26、利用确定的风压值对应变传感器检测到的压力值进行标定。

37、优选的，获取压力传感器的电信号和与之对应的图像坐标的具体步骤包括，

38、s241、随机信号发生器发出随机信号给压力传感器，并将压力传感器的id号、随机信号、以及颜色编码作为数据组对应存储；

39、s242、拍摄组件获取待检测玻璃表面的图像；

40、s243、根据拍摄图像确定各显示模块的颜色编码；

41、s244、筛选出与显示模块的颜色编码相同的颜色编码所在的数据对；

42、s245、根据筛选出的数据对确定与颜色编码对应的压力传感器的id号；

43、s246、根据压力传感器的id号与图像坐标确定压力传感器检测的压力值和与之对应的图像坐标。

44、本发明提供一种系统门窗的动态风压检测系统及方法，本发明的有益效果体现在：

45、第一，本技术的风压检测方法对应变传感器进行标定，减小了型材、玻璃胶、玻璃垫块等对风压检测的影响，能够更加准确地检测实际风压值，并且能够准确地做出安全预警，避免出现掉扇或窗户坠落等危险情况。

46、第二，本技术通过响应组件实现了压力传感器的图像坐标与其id号的准确配对，不需要按编号安装压力传感器，也不需要按照固定的方式安装压力传感器，可以随机选择压力传感器，以任意顺序安装压力传感器，大大节约了安装压力传感器的时间，提高了风压检测方法的普适性、准确性，避免了因工作人员的不规范操作而带来的误差。

47、第三，本技术的显示模块与压力传感器活动连接，指示灯由于重力的效果往下坠，实现了各个压力传感器的指示灯都朝向同一个方向，可以通过标记点的坐标与玻璃的实际尺寸对指示灯图像进行快速定位，减少了计算量。