[发明专利]结构监测系统及方法

说明书

本发明提出一种结构监测系统，包含：装设于一结构物件上的复数个标记单元；远端监测该复数个标记单元的一监测装置；以及与该监测装置连接的一数据处理装置。其中，该数据处理装置还可包含：与该监测装置连接的一数据接收模块，用以接收该监测装置所监测到的信息；以及与该数据接收模块连接的一数据处理模块，用以将该些信息作进一步的计算分析。另外，一种结构监测方法亦被提出。

技术领域

本发明是关于一种结构监测系统及方法，尤指一种使用非破坏性监测结构监测系统及方法。

背景技术

结构健康监测(Structural Health Monitoring,SHM)是利用非破坏性侦测或监控结构是否有损坏产生，并降低对结构运作影响。结构健康监测系统通常藉由传感器、数据采集、分析系统、监控中心及各项软硬件，持续监控整体结构物健康状况，除了早期评估与识别结构损伤，以预防灾难性的破坏外，亦可探究损伤发生原因，改善下一代的结构设计。

目前结构健康监测以传统传感器为大宗，如加速规、应变规等，然其存在着各式的问题，包含价格昂贵、安装时间长、传感器疲劳及线路繁琐导致施工人员不便等。以一般五十公尺长的风机为例，可能需黏贴数百个以上的应变规来进行监测。

为克服上述问题，有专家提出以影像量测方式进行结构健康监测。近年来影像量测方法已被广泛应用在各种实验力学，相较于传统贴附传感器的量测，影像量测提供一种非接触式的量测技术，可在不干扰待测物的情况下进行全局性的量测。不过，影像量测在现场试验也遭遇到许多困难，如光照变化、目标物遮蔽、阴影及背景干扰等，皆会影响影像量测的结果。

发明内容

有鉴于先前技术的各项缺失，本发明提供一种结构监测系统，可有效解决传统影像设备于视线不佳或遮蔽物阻挡的环境下，导致无法量测的问题。

该结构监测系统系统包含：复数个标记单元，装设于一结构物件上；一监测装置，远端监测该复数个标记单元；以及一数据处理装置，与该监测装置连接。其中，该数据处理装置包含一数据接收模块，与该监测装置连接；以及一数据处理模块，与该数据接收模块连接。

进一步而言，本发明还提出一种结构监测方法，包含以下步骤：(A)装设复数个标记单元于一结构物件上；(B)监测每一个标记单元所产生的结构位移，以取得每一个标记单元的一位移影像；(C)依据该位移影像，经影像处理取得每一个标记单元的一位移信号；以及(D)依据每一个标记单元的该位移信号计算该结构物件的一模态参数。

除此之外，本发明亦提出另一种结构监测方法，包含以下步骤：(I)设复数个标记单元于一结构物件上；(J)一时间间隔监测部分标记单元所产生的结构位移，以取得部分标记单元的一位移影像；(K)重复步骤(J)，直至取得每一个标记单元的该位移影像；(L)依据该位移影像，经影像处理取得每一个标记单元的一位移信号；以及(M)重组每一个标记单元的该位移信号，并计算该结构物件的一模态参数。

以上对本发明的简述，目的在于对本发明的数种面向和技术特征作一基本说明。发明简述并非对本发明的详细表述，因此其目的不在特别列举本发明的关键性或重要组件，也不是用来界定本发明的范围，仅为以简明的方式呈现本发明的数种概念而已。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的结构监测系统的示意图。

图2为本发明较佳实施例的离岸风机结构及标记单元的示意图。

图3为本发明较佳实施例的结构监测方法的流程图。

图4为本发明另一较佳实施例的结构监测方法的流程图。

图5为自然环境下以加速度传感器进行量测的奇异值数据图及模态振型分析图。

图6为自然环境下以红外热像装置进行量测的奇异值数据图及模态振型分析图。

图7为夜晚黑暗环境下以红外热像装置进行量测的奇异值数据图及模态振型分析图。