[实用新型]一种基于光纤光栅传感器的建筑结构健康监测系统

说明书

本实用新型公开了一种基于光纤光栅传感器的建筑结构健康监测系统，包括云端服务器、数据采集系统、传输模块和实时监控系统，数据采集系统包括若干个光纤光栅传感器、若干个光纤光栅解调仪和采集主机，若干个光纤光栅传感器分布安装在建筑上或建筑周围，光纤光栅传感器与光纤光栅解调仪连接，若干个光纤光栅解调仪均与采集主机连接，采集主机经传输模块与云端服务器连接，实时监控系统经传输模块与云端服务器连接。本实用新型实现了古建筑的健康数据采集并实现了古建筑健康数据的实时监控，方便工作人员实时了解古建筑健康状况。

技术领域

本实用新型涉及古建筑保护技术领域，尤其涉及一种基于光纤光栅传感器的建筑结构健康监测系统。

背景技术

中国是一个有着5000年历史的文明古国，同世界其他古老发明相比，中国现存古建筑的数量和现状令人堪忧。史见于文字记载的古建筑中，真正留存下来的比例极低，至今仍能完整使用的更是屈指可数。另一方面，古建筑本身又具有重大的文物价值、历史价值和艺术价值，是国家和民族的宝贵财富。因此，如何对这些古建筑进行有效的监测和保护成为国家文物管理部门的重要课题之一。

近年来，随着科技的进步，光纤光栅传感器监测技术和物联网技术的兴起，为古建筑的监测维护带来了技术上的突破。例如，一种在中国专利文献上公开的“应用分布式裸光纤光栅进行建筑结构健康监测的方法”，其公告号CN106918294A，其公开日2017年07月04日，包括在建筑结构的构件表面选定监测点，根据所有的监测点设定光纤布置路径，在所述光纤布置路径上布设光纤；在所述光纤上设置分布式裸光纤光栅传感器，所述分布式裸光纤光栅传感器与所述监测点对应；将所有分布式裸光纤光栅传感器组成网络，通过所述分布式裸光纤光栅传感器感知和记录所述建筑结构的温度和应变变化。通过分布式裸光纤光栅传感器感知和记录建筑结构的温度和应变变化，但无法感知建筑结构的位移、湿度等变化，感知的不够全面，同时无法做到与工作人员实行实时交互，降低了建筑结构的实时监测性。

发明内容

本实用新型主要解决现有的技术无法对古建筑结构进行实时监测的问题；提供一种基于光纤光栅传感器的建筑结构健康监测系统，使古建筑结构的位移变化、温度变化、湿度变化、应变变化、压力变化得到实时监测，方便工作人员提前一步采取措施，对古建筑进行有效保护。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于光纤光栅传感器的建筑结构健康监测系统，包括云端服务器、数据采集系统、传输模块和实时监控系统，所述数据采集系统包括若干个光纤光栅传感器、若干个光纤光栅解调仪和采集主机，若干个所述光纤光栅传感器分布安装在建筑上或建筑周围，所述光纤光栅传感器用于采集环境参数，并将环境参数输出至光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪用于放大环境参数并将放大后的环境参数转换成数字信号输出至采集主机，若干个所述光纤光栅解调仪均与采集主机连接，所述采集主机经传输模块与云端服务器连接，所述实时监控系统经传输模块与云端服务器连接。光纤光栅传感器采集古建筑的环境参数，将环境参数传递给光栅解调仪，光栅解调仪将收到的环境参数转换成便于处理的数字信号，经采集主机打包后传递给云端服务器，云端服务器将数据传递到实时监控系统，工作人员通过观看实时监控系统查看古建筑各项健康数据。

作为优选，所述的光纤光栅传感器包括光纤光栅位移传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅湿度传感器、光纤光栅应变传感器、光纤光栅压力传感器和光纤光栅红外探测器，所述光纤光栅位移传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅湿度传感器、光纤光栅应变传感器、光纤光栅压力传感器和光纤光栅红外探测器分别安装在建筑的表面、内部或周围，所述光纤光栅位移传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅湿度传感器、光纤光栅应变传感器、光纤光栅压力传感器和光纤光栅红外探测器均与光纤光栅解调仪连接。在每个古建筑周围设置若干个监测点，每个监测点均设置有光纤光栅位移传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅湿度传感器、光纤光栅应变传感器、光纤光栅压力传感器和光纤光栅红外探测器，对该古建筑的位移变化、温度变化、湿度变化、压力变化和应变变化进行监测。