[实用新型]一种基于声发射技术的桥梁健康监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁健康监测技术领域，特别涉及一种基于声发射技术的桥梁健康监测系统。 

背景技术

近年来国家大力投资基础建设，各种类型桥梁的建设得到全面发展，如高速公路桥梁、高速铁路桥梁等。但是桥梁坍塌等事故也层出不穷，有些是偷工减料等人为因素造成的，也有些是桥梁健康检测/监测技术缺陷导致。目前尚未有一种技术可以有效地检测/监测桥梁健康问题，实时监控桥梁的健康状况。因此，如何设计一种能够有效地监控桥梁健康状况的系统，使得当事故发生时，能产生预警，从而避免伤亡事件的发生，成为当前国内国际研究的热点。 

声发射是一种常见的物理现象，当材料受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应力应变能的现象称为声发射(Acoustic Emission，简称AE)。声发射技术是一种用仪器检测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术。它可以在构件或材料的内部结构、缺陷或潜在缺陷处于运动变化的过程中进行检测。其主要特点在于能对材料的疲劳过程进行实时的动态分析，以及动态检测/监测和评价构件的结构完整性。这种声发射技术在检测材料的健康疲劳方面具有广泛的应用，也是目前国内外研究机构研究的热点。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于声发射技术的桥梁健康监测系统，对斜拉桥的健康状况进行检测分析，可以实时监控斜拉桥各个部位的健康状况。 

一种基于声发射技术的桥梁健康监测系统，其特征在于：所述监测系统包括多个声发射数据采集器、声发射信号处理器、监控平台系统、CAN总线及互联网，声发射数据采集器以串联方式连接在CAN总线一端，CAN总线的另一端连接声发射信号处理器，声发射信号处理器与监控平台系统通过互联网连接。

进一步地，所述声发射数据采集器由声发射传感器、信号采集器和CAN总线收发器组成，声发射传感器输出端连接信号采集器输入端，信号采集器输出端连接CAN总线收发器输入端，CAN总线收发器输出端连接CAN总线。 

本实用新型各部分功能如下： 

所述声发射数据采集器，其功能是探测和采集声发射信号，并通过CAN总线把采集到的声发射信号传送到声发射信号处理器进行分析和处理。 

所述声发射传感器，其作用是探测声发射信号，并将其转换成电信号。 

所述信号采集器，其作用是采集声发射传感器输出的电信号，并进行简单的预处理，如果预处理的结果有异常事件发生，则通过CAN总线收发器把声发射信号发送到声发射信号处理器做进一步的分析和处理。 

所述CAN总线收发器，其作用是：1、接收来自监控平台系统的指令；2、发送信号采集器采集到的信号到声发射信号处理器。 

所述声发射信号处理器，其作用是接收来自各个声发射数据采集器发送过来的声发射信号，并对其进行分析和处理，并把分析的结果通过互联网发送给监控平台系统。 

所述监控平台系统，其作用是通过互联网接收来自声发射信号处理器所发送过来的桥梁各个部位的健康状况信息，实时显示桥梁的健康状况，如果某桥梁某个部位出现了异常状况，则定位出该部位的位置，并产生报警信号，提醒执勤人员做进一步的确认和处理。 

本实用新型一种基于声发射技术的桥梁健康监测系统中的声发射传感器布 置在斜拉桥的索塔、主梁、每根斜拉锁和每个桥墩上，每个部位安装的声发射传感器数量根据现场情况来定，可以灵活安装一个或多个；其实现对桥梁的监测的过程如下： 

第一步，当桥梁某个部位(如某根斜拉锁)发生如断裂、形变、接头部位产生裂纹等疲劳状况时，布防于该部位的声发射传感器就会探测到声发射信号，并将其转换成电信号输入到信号采集器； 

第二步，信号采集器采集到声发射传感器输出的电信号后，对其进行简单的预处理，如果预处理的结果有异常事件发生(如探测到强度较大的声发射信号)则通过CAN总线收发器把声发射信号发送到声发射信号处理器做进一步的分析和处理。 

第三步，声发射信号处理器接收到的各个声发射数据采集器发送过来的声发射信号(通过算法)做进一步分析，获取桥梁各个部位的疲劳(过程)状况，并把分析的结果通过互联网发送给监控平台系统。 

第四步，监控平台系统通过互联网接收来自声发射信号处理器所发送过来的桥梁各个部位的健康状况信息，实时显示桥梁的健康状况，如果某桥梁某个部位出现了异常状况，则定位出该部位的位置，并产生报警信号，提醒执勤人员做进一步的处理。