[发明专利]桥梁挠度同步采集方法及监测装置、处理基站

说明书

本发明公开了桥梁挠度同步采集方法及监测装置、处理基站，同步采集方法包括：采集间隔校准步骤，对各个倾角传感器进行采集间隔校准，使得各个倾角传感器采集间隔同步；检测触发步骤，同步向各个倾角传感器发送采集信号；获取步骤，获取各个倾角传感器的检测结果以得出桥梁多点挠度；监测装置包括处理基站以及多个分别设置在桥梁上不同监测点上的倾角传感器，处理基站分别与各个倾角传感器连接并且能够运行同步采集方法，本设计能够使得各个倾角传感器基本能够保证在同一时刻对桥梁进行检测，从而使得检测结果更加准确，减少桥梁挠度检测的误差，提高监控精准度。

技术领域

本发明涉及桥梁监测领域，特别涉及桥梁挠度同步采集方法及监测装置、处理基站。

背景技术

在对桥梁监测中，一般在桥梁的待测结构上的不同监测点布置多个倾角传感器，而后设置有处理基站，处理基站上有多个通讯端，每个通讯端一一与各个倾角传感器通过有线或无线的方式连接，进行监测时，依次向各个倾角传感器上发送采集信号，从而触发的倾角传感器启动测量，而后将检测结果(倾角数据)返回到处理基站中，处理基站对倾角数据进行换算，最终获得结构变形值。

而实际桥梁结构由于车辆荷载、风荷载等外界干扰，时刻处于振动状态，在实际的桥梁挠度测量中，由于桥梁结构在不同的时刻的变形形态均不相同，若按以上传统的监测方式，通讯端依次向各个倾角传感器上发送采集信号，没有同步触发倾角传感器进行测量，同时，每个倾角传感器的各元器件在出厂的时候都会存在误差，若不加处理直接使用则会导致各个传感器采集间隔存在差异，多种因素将导致测试结果换算后与桥梁的实际挠度不相符。

具体，如图1所示，假设将桥梁的待测结构平均分成四段，每段中间各布置一个倾角传感器，测量桥梁振动状态下的动态挠度曲线。当采用传统的检测方式，比如处理基站使用轮询的方式向倾角传感器逐一发送采集信号，当倾角传感器a1接收到采集信号时，立刻开始采集，然后将检测结果返回，处理基站收到数据后，继续向倾角传感器a2发送采集信号后接收，依次轮询直到最后一个传感器数据返回，一轮采集结束。图1中的四条变形曲线分别代表四个倾角传感器在检测的t1`～t4`时刻时桥梁的变形曲线。倾角传感器a1采集的数据为t1时刻变形曲线m1位置相应的倾角数据，倾角传感器a2采集时，桥梁已经从t1`时刻的姿态变形为t2`时刻的姿态，则倾角传感器a2采集的数据为t2`时刻变形曲线m2位置相应的倾角数据。同理，倾角传感器a3、倾角传感器a4采集的数据为t3`、t4`时刻变形姿态相应位置m3、m4的倾角数据，由此可知，如图2所示，处理基站根据各个倾角传感器反馈的检测结果，整合得出的拟合曲线变形姿态与桥梁在t1`时刻的理论动挠度曲线相差较大，分段叠加后得到的拟合曲线在末端处不归零，由此得出的结果并不准确。

进一步地，在实际动态试验中，采用传统的检测方法测量动态挠度时，由于结构每个瞬时的变形形态均不相同，当各个传感器采集的数据非同一时刻数据，将导致挠度换算结果出现较大偏差，同步性越差，各个倾角传感器触发启动采集的时间差异越大，偏差就越大，实际检测数据如下表1所示：

表1动态试验非同步采集实测数据

注：1、时间为绝对时间，单位为时：分：秒。2、倾角为传感器为绝对角度，单位为度。

各个倾角传感器采集的启动时间及采集间隔均有差异，导致了换算出来的挠度曲线与桥梁的实际变形出现偏差，如图3所示，挠度曲线归零性较差，即从左端开始分段叠加的拟合挠度曲线l`在终点处与原点偏差较大，不符合桥梁受荷载作用下的变形规律。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出桥梁挠度同步采集方法，通过修正各个倾角传感器以及控制各个倾角传感器的同步启动采集，减少桥梁挠度检测的误差，提高监控精准度。

本发明还提出监测装置，能够先修正各个倾角传感器，并且在监测时控制各个倾角传感器的同步启动并等间隔采集，减少桥梁挠度检测的误差，提高监控精准度。