基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置及电子设备的制作方法

本技术涉及雷达监测，特别涉及一种基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置及电子设备。

背景技术：

1、随着交通运输事业的快速发展，各种大型桥梁在交通工程中的重要性日益突出，为了预防灾难性事件的发生，对大型桥梁进行系统的监测，以实现预测、预报事故，防止灾害的发生，成为保证交通安全的重大课题。现有的桥梁拉吊索的索力监测有压力测试法、压力传感器测定法、磁通量测定法及振动频率法等多种方法，每种方法有各自的特点。进行索力检测时，不同的检测方法和不同的工程会存在差异，这是由于不同的检测方法所需的计算参数不能准确测定，不同工程也因其自身特点和各不相同的环境因素所致。在具体检测时可综合多方面因素，根据实际情况进行选择。

2、在桥梁施工监控或者成桥荷载试验中，多采用振动频率法进行桥梁索力检测，即利用环境随机振动法进行索力测试。桥梁结构中的拉吊索，并不完全处在静止状态中，而是随着环境变化一直不停地作微幅振动，采用高精度的拾振传感器拾取并识别其振动响应信号，目前常用的一些传感器为加速计或磁通仪(它是利用磁通量的变化与拉索应力的改变有关这一特性研制而成的)。

3、但是，目前的加速计或者磁通仪每个设备只能监测一根拉索，且需要接触式安装，在安装的过程中可能会对拉索本身产生影响或者产生损害，以及安装不当时会影响测量结果等问题，并且每个设备都要供电、采集数据，其安装过程比较复杂。

4、另外，目前也有用相关的微波传感器进行探测的，但是，相对来说，设备成本及使用较为麻烦，只能进行巡检，不能做到全天候实时监测。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置及电子设备，以解决现有技术中的存在的问题。

2、本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

3、一种基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，所述装置包括雷达、4g/5g继电器、蓄电池以及4g/5g路由器；所述4g/5g继电器的一端与所述雷达电连接，所述4g/5g继电器的另一端与所述蓄电池电连接，用于控制所述雷达供电的开启和关闭；所述4g/5g路由器与所述雷达通讯连接，用于传输所述雷达通过测量获取的多根拉索索力的相关数据。

4、进一步地，所述4g/5g继电器为远程4g/5g继电器。

5、进一步地，所述装置还包括太阳能板，所述太阳能板与所述蓄电池电连接，用于给所述蓄电池充电。

6、进一步地，所述装置还包括服务器和上位机软件；

7、所述服务器分别与所述4g/5g继电器和所述4g/5g路由器电连接，所述服务器用于控制所述4g/5g继电器的工作状态、控制所述4g/5g路由器的数据传输；所述上位机软件与所述服务器电连接，以通过向所述服务器发送指令的方式触发所述服务器执行指定的控制动作，以及接收并显示所述服务器反馈的接收到的多根拉索索力的相关数据。

8、可选地，所述上位机软件包括加载或者安装在计算机上的应用程序。

9、进一步地，所述装置还包括控制柜，所述控制柜具有收容空间，所述4g/5g继电器、所述4g/5g路由器以及所述蓄电池均设置在所述收容空间。

10、进一步地，所述装置还包括杆架，所述雷达、所述太阳能板、以及所述控制柜均与所述杆架连接。

11、进一步地，所述雷达包括用于发射和接收线性调频连续波信号的雷达前端、处理器模块和显示与保存模块，其中，所述雷达前端包括多个发射天线和多个接收天线，以输出多通道基带信号；处理器模块包括信号采集子模块、信号处理子模块和特征分析子模块，处理器模块和显示与保存模块相连；

12、所述信号采集子模块用于同步采集所述雷达前端输出的多通道基带信号，

13、所述信号处理子模块用于对所述多通道基带信号进行处理获取多根拉索的距离像信息，从而实现获得多根拉索在距离像中的峰值点对应的相位信息，以及缓存多根拉索在不同周期所对应的相位信息，并同步提取对应多根拉索的形变时间序列；

14、所述特征分析子模块用于对多根拉索的形变时间序列信号进行频谱分析、计算多根拉索的索力并评估拉索索力异常与损害风险；

15、所述显示与保存模块用于显示多根拉索索力的相关信息，以及保存多根拉索索力的测量结果和预警分析结果。

16、进一步地，所述雷达前端还包括线性调频连续波信号源。

17、进一步地，所述雷达为mimo雷达。

18、根据本申请另一方面，还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述任一实施方式中的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置。

19、相比现有技术，本申请实施例提供的技术方案的优点在于：可以真正完全做到远程操作、无人值守、实时监控，可以对各种形式的长、大拉索桥梁进行实时监测、健康管理。

技术特征：

1.一种基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述装置包括雷达、4g/5g继电器、蓄电池以及4g/5g路由器；

2.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，

3.如权利要求2所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述装置还包括太阳能板，所述太阳能板与所述蓄电池电连接，用于给所述蓄电池充电。

4.如权利要求2所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述装置还包括服务器和上位机软件；

5.如权利要求4所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，

6.如权利要求3所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述装置还包括控制柜，所述控制柜具有收容空间，所述4g/5g继电器、所述4g/5g路由器以及所述蓄电池均设置在所述收容空间内。

7.如权利要求6所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述装置还包括杆架，所述雷达、所述太阳能板、以及所述控制柜均与所述杆架连接。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述雷达包括用于发射和接收线性调频连续波信号的雷达前端、处理器模块和显示与保存模块，其中，所述雷达前端包括多个发射天线和多个接收天线，以输出多通道基带信号；处理器模块包括信号采集子模块、信号处理子模块和特征分析子模块，处理器模块和显示与保存模块相连；

9.如权利要求8所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，

10.如权利要求9所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置，其特征在于，所述雷达为mimo雷达。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-10中任一项所述的基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置。

技术总结
本技术公开了一种基于毫米波雷达的桥梁索力监测装置及电子设备，其中，所述装置包括雷达、4G/5G继电器、蓄电池以及4G/5G路由器；所述4G/5G继电器的一端与所述雷达电连接，所述4G/5G继电器的另一端与所述蓄电池电连接，用于控制所述雷达供电的开启和关闭；所述4G/5G路由器与所述雷达通讯连接，用于传输所述雷达通过测量获取的多根拉索索力的相关数据。本技术所公开的技术方案能够实现远距离、多目标的同时监测，进而可以对各种形式的长、大拉索桥梁进行实时监测、健康管理。

技术研发人员：陈垦,周勇,张胜,唐勇,郭坤鹏,陈祥
受保护的技术使用者：南京隼眼电子科技有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/1/15