[发明专利]厂房结构变形实时监测及安全预警系统

摘要

本发明公开了一种厂房结构变形实时监测及安全预警系统，包括多个通过监测固定架安装在柱下承台面上的监测单元、电源集中供电器、信号总线、反馈处理系统及预警指示装置，每个柱子对应一个监测单元，多个监测单元构成多通道的结构实时监测系统；每个所述的监测单元包括一静力水准仪和一双轴倾斜仪，所述的静力水准仪和双轴倾斜仪上分别设有电源线及信号输出线，所述的电源线连接在所述的电源集中供电器上，所述的信号输出线连接在所述的信号总线上，所述的信号总线接入所述的反馈处理系统，所述的反馈处理系统的输出端连接所述的预警指示装置，并且所述的反馈处理系统与用于设定监测单元采集频率并获得实时数据图表的远程计算机相互通信。

主权项

厂房结构变形实时监测及安全预警系统，其特征在于：包括多个通过监测固定架安装在柱下承台面上的监测单元、电源集中供电器、信号总线、反馈处理系统及预警指示装置，每个柱子对应一个监测单元，多个监测单元构成多通道的结构实时监测系统；每个所述的监测单元包括一用于在被监测结构发生不均匀沉降时实时采集柱沉降位移数据的静力水准仪和一用于在被监测结构发生倾斜时实时采集XY两个方向的角度数据的双轴倾斜仪，所述的静力水准仪和双轴倾斜仪上分别设有电源线及信号输出线，所述的电源线连接在所述的电源集中供电器上，所述的信号输出线连接在所述的信号总线上，所述的信号总线接入所述的反馈处理系统，所述的反馈处理系统的输出端连接所述的预警指示装置，并且所述的反馈处理系统与用于设定监测单元采集频率并获得实时数据图表的远程计算机相互通信；其中，所述的反馈处理系统用于预先输入各监测单元的初始倾斜角以及沉降值，并设定本次监测目标的预警值，所述的预警值包括XY两方向倾斜、沉降预警值以及倾斜、沉降速率预警值；所述的静力水准仪和双轴倾斜仪均采用RS485传输协议依次将各监测单元采集的位移数据以及角度数据传送至反馈处理系统，所述的反馈处理系统经过分析程序处理计算后转化为各监测单元各时刻的坐标数据，通过对一榀框架下两个柱对应的两个监测单元分别实时计算得到柱顶坐标模拟空间屋架变形，并根据柱顶的位移条件计算屋架的应力应变，计算得到的屋架的应力应变即为监测值；所述的反馈处理系统逻辑判断监测值是否达到预警值上限，并将命令通过信号输出线传输至预警指示装置，若当前监测值超过预警值上限，预警指示装置发出警告信号；还包括一基准静力水准仪，所述的基准静力水准仪和多个所述的静力水准仪通过连通管连接；所述的静力水准仪和双轴倾斜仪的输出模式均为应答制；所述的屋架的应力应变的计算过程如下：一榀框架下两个柱为柱1和柱2，监测前柱1下端的中心坐标点为(0，0，0)，柱1上端中心初始坐标点为(x10，y10，z10)；柱2下端的中心坐标点为(0，0，0)，柱2上端中心初始坐标点为(x20，y20，z20)，某时刻双轴倾斜仪的读数为α与β，静力水准仪度数为s；a、绕X轴的旋转：柱1下端坐标不变，柱1上端坐标点(x10，y10，z10)绕X轴旋转α角度后变为(x01，y01，z01)，其变换关系为：x01＝x10y01＝y10cosα‑z10sinαz01＝y10sinα‑z10cosαb、绕Y轴的旋转：柱1下端坐标不变，柱1上端坐标点(x01，y01，z01)绕Y轴旋转β角度后变为(x1，y1，z1)，其变换关系为：x1＝x01cosβ‑z01sinβy1＝y01z1＝x01sinβ+z01cosβc、沿Z轴的沉降：柱1沉降了s后，柱1下端坐标点变为(0，0，‑s)，柱1上端坐标点(x1，y1，z1‑s)；最终得到某时刻柱1上端坐标点(x1，y1，z1‑s1)，柱1下端坐标点(0，0，‑s1)；同理得到某时刻柱2上端坐标点(x2，y2，z2‑s2)；得到屋架横向变形量δ=(x1-x2)2+(y1-y2)2+(z1-z2-s1+s2)2-(x10-x20)2+(y10-y20)2+(z10-z20)2(x10-x20)2+(y10-y20)2+(z10-z20)2.]]>