[发明专利]一种大型构筑物结构形变监测系统和方法

说明书

本发明涉及一种大型构筑物结构形变监测系统和方法，包括信号检测装置、集线箱和主机柜；信号检测装置包括温度信号检测单元、应变信号检测单元、预应力信号检测单元和几何形变信号检测单元；信号检测装置对大型构筑物进行信号检测并输出各类原始信号；集线箱接收温度信号、应变信号、预应力信号和几何形变信号，并将接收的信号传送至主机柜；主机柜与集线箱连接，对集线箱传送的原始信号进行采集、分析处理并输出监测信息。本发明自动测读大型构筑物的结构形变数据，替代传统的人工跑点测读方式，省时省力，数据连续性、实时性和数据量得到保证，效率高，安全可靠，测量准确。

技术领域

本发明涉及测量及信号处理的技术领域，更具体地说，涉及一种大型构筑物结构形变监测系统和方法。

背景技术

核电厂安全壳、水电站大坝、高铁桥梁、楼宇等大型构筑物通常承担极其重要、关键的安全和系统功能，其结构形变、应力监测是判断大型构筑物健康状态的重要手段。监测指标通常包括：混凝土温度(热电偶测量)、混凝土应变(振弦应变仪测量)、总体几何形变(垂线坐标仪测量)、预应力(预应力钢束测量)等。

常规的大型构筑物监测方法均为孤立传感器分布式测量，依赖人工跑点读数。大型构筑物结构形变监测系统通常包含数量庞大、分布范围广、互为冗余的监测点和用于监测不同特征参数的不同类型传感器。以核电厂安全壳为例，单台机组包含52个应变传感器(可扩展到104路应变信号)、36个热电偶传感器、4套钢束预应力传感器(共32路预应力信号)和12台机械码盘式铅垂线坐标仪。工作人员采集这些传感器数据时需要到达对应传感器物理接口位置，架设专用采集仪器进行逐个采集，并将数据逐一记录。

上述监测方法有如下弊端：

1、完全依靠人工跑点测读，费时费力，易引入人为误差；

2、数据连续性、实时性和数据量无法保证，数据记录依赖手工记录，无法进行趋势分析；

3、必须临时连接二次仪表和辅助工具，工作流程复杂繁琐，效率低下；

4、人员频繁出入各种高风险区域(如高空、廊道以及核电厂的辐射控制区)，安全风险高；

5、人员和设备工作环境恶劣，频繁插拔使用信号物理接口易导致信号接口老化，测量不准。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种大型构筑物结构形变监测系统和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：建立一种大型构筑物结构形变监测系统，包括：信号检测装置、集线箱以及主机柜；所述信号检测装置包括：温度信号检测单元、应变信号检测单元、预应力信号检测单元和几何形变信号检测单元；

所述温度信号检测单元用于检测测大型构筑物不同位置的混凝土温度并对多路温度信号分两路分别传送至所述集线箱与所述温度信号检测单元中的就地测读端口；

所述应变信号检测单元用于检测大型构筑物的应变信号并对多路应变信号分两路分别传送至所述集线箱与所述应变信号检测单元中的就地测读端口；

所述预应力信号检测单元用于检测大型构筑物的结构预应力并输出原始的预应力信号至所述集线箱；

所述几何形变信号检测单元用于检测大型构筑物的几何形变并输出原始的几何形变信号至所述集线箱；

所述集线箱分别与所述温度信号检测单元、所述应变信号检测单元、所述预应力信号检测单元和所述几何形变信号检测单元连接，用于接收所述温度信号、所述应变信号、所述预应力信号和所述几何形变信号，并将所述接收的信号传送至所述主机柜；

所述主机柜与所述集线箱连接，用于对所述集线箱传送的信号进行采集、分析处理并输出对应的监测信息。