[发明专利]一种用于土木工程结构健康监测的传感器系统

说明书

本发明公开了一种用于土木工程结构健康监测的传感器系统，包括中央处理器和结构健康状态评价系统，其特征在于：所述数据采集及传感器子系统上设有无线传感器网络和传感器自检测系统，所述无线传感器网络上设有光纤光栅应变和温度传感器、加速度传感器和压电薄膜应变和裂缝监测传感器，所述传感器自检测系统采用广义似然比检测方法进行故障检测，并通过相关量机故障分类法进行传感器故障类型的确定，本发明通过光纤光栅应变和温度传感器、加速度传感器和压电薄膜应变和裂缝监测传感器，实现对数据的采集作用，采集精度高，同时利用传感器自检测系统实现对传感器自身进行检测，防止传感器发生故障，造成对结果的判断错误。

技术领域

本发明涉及的是土木工程结构健康监测的传感器系统技术领域，具体为一种用于土木工程结构健康监测的传感器系统。

背景技术

应用于土木工程结构健康监测的无线智能传感器系统是一种全新的数据获取系统，该传感器系统主要通过监测土木工程结构的温度、加速度和应变三个物理量，来监测土木工程结构的环境、振动和变形物理量场，以实现对土木工程结构的健康监测。

现有用于土木工程结构健康监测的传感器系统，在检测过程中，检测结果较差，且在使用过程中，对传感器自身无法实现检测作用，当传感器发生故障时，检测结果不准确，造成判断错误。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上所提出的问题，而提出的一种用于土木工程结构健康监测的传感器系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括中央处理器、数据采集及传感器子系统、数据管理与数据存储模块和结构健康状态评价系统，其特征在于：所述数据采集及传感器子系统上设有无线传感器网络和传感器自检测系统，所述无线传感器网络上设有光纤光栅应变和温度传感器、加速度传感器和压电薄膜应变和裂缝监测传感器，所述传感器自检测系统采用广义似然比检测方法进行故障检测，并通过相关量机故障分类法进行传感器故障类型的确定，所述传感器自检测系统对传感器故障的判断步骤如下：

步骤一：通过广义似然比检测方法对传感器数据进行广义似然比检验；

步骤二：确定异常传感器；

步骤三：得到预测浴场传感器数据；

步骤四：利用所有传感器健康数据构造RVM回归模型；

步骤五：根据步骤三和步骤四提取特征指标；

步骤六：通过相关量机故障分类法对单个传感器所有类型异常传感器数据提取的特征指标，进行构造RVM分类模型；

步骤七：得出传感器故障类型判断结果，所述中央处理器通过电性连接有数据管理与数据存储模块和结构健康状态评价系统，所述中央处理器与数据采集及传感器子系统通过无线局域网协议和设备，通过无线接入点进行系统连接，所述无线传感器网络上的每一个节点都是有检测单元、处理单元、无线收发单元和电源模块组成，所述广义似然比检测方法步骤如下：

步骤一：采集传感器完好时的加速度数据；

步骤二：通过式

和

计算在H₀假设条件下的p(μ/v；H₀)；

步骤三：通过

和

计算在H₁假设条件下的p(μ/v；H₁)；

步骤四：重读步骤二和步骤三，直到所有的传感器的p(μ/v；H₀)和p(μ/v；H₁)计算完毕；

步骤五：通过式的方法确定每一个传感器的阈值γ；