一種橋梁監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于安全監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁監(jiān)測裝置及方法，本發(fā)明提供的橋梁監(jiān)測裝置，包括：聲發(fā)射傳感器、聲發(fā)射采集卡、靈敏度校準模塊以及上位機，靈敏度校準模塊在橋梁監(jiān)測前對聲發(fā)射采集卡的靈敏度校準，提高了橋梁監(jiān)測裝置使用時的可靠性。
【專利說明】
一種橋梁監(jiān)測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于安全監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁監(jiān)測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前近年來國家大力投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，各種類型橋梁的建設(shè)得到全面發(fā)展，如高速公路橋梁、高速鐵路橋梁等。但是橋梁坍塌等事故也層出不窮，有些是偷工減料等人為因素造成的，也有些是橋梁無損檢測/健康監(jiān)測技術(shù)缺陷導(dǎo)致。目前尚未有一種技術(shù)可以有效地檢測/監(jiān)測橋梁健康問題，實時監(jiān)控橋梁的健康狀況。因此，如何設(shè)計一種能夠有效地監(jiān)控橋梁健康狀況的系統(tǒng)，使得當事故發(fā)生時，能產(chǎn)生預(yù)警，從而避免傷亡事件的發(fā)生，成為當前國內(nèi)國際研究的熱點。
[0003]聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象，當材料受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)力應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射(Acoustic Emiss1n，簡稱AE)。聲發(fā)射技術(shù)是一種用儀器檢測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)。它可以在構(gòu)件或材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷或潛在缺陷處于運動變化的過程中進行檢測。其主要特點在于能對材料的疲勞過程進行實時的動態(tài)分析，以及動態(tài)檢測/監(jiān)測和評價構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性。這種聲發(fā)射技術(shù)在檢測材料的健康疲勞方面具有廣泛的應(yīng)用，也是目前國內(nèi)外研究機構(gòu)研究的熱點，在現(xiàn)實中常采用實時監(jiān)測，但聲發(fā)射信號在電纜之間傳輸時會造成損失，監(jiān)測出的結(jié)果不真實，而產(chǎn)生誤判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測設(shè)備沒有考慮聲發(fā)射信號在傳輸過程中會造成損失而產(chǎn)生誤判的問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種橋梁監(jiān)測裝置，包括:聲發(fā)射傳感器、聲發(fā)射采集卡、靈敏度校準模塊以及上位機；
[0006]聲發(fā)射傳感器與聲發(fā)射采集卡連接，聲發(fā)射傳感器用于采集原始的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號傳輸給聲發(fā)射采集卡；
[0007]聲發(fā)射采集卡用于處理原始的聲發(fā)射信號；
[0008]聲發(fā)射采集卡分別與靈敏度校準模塊以及上位機連接，靈敏度校準模塊用于對聲發(fā)射采集卡靈敏度的校準，上位機用于監(jiān)控聲發(fā)射采集卡的運行狀態(tài)。
[0009]進一步地，聲發(fā)射傳感器為多個，分別設(shè)置在橋梁的不同位置。
[0010]進一步地，靈敏度校準模塊采用機械校準工具施密特錘。
[0011 ]進一步地，橋梁監(jiān)測裝置還包括報警裝置，報警裝置與上位機連接，用于當上位機監(jiān)控到聲發(fā)射采集卡采集到的聲發(fā)射信號的幅度大于預(yù)設(shè)的聲發(fā)射信號的閥值幅度時，發(fā)出報警提示信息。
[0012]進一步地，橋梁監(jiān)測裝置還包括同軸電纜，所述同軸電纜用于連接聲發(fā)射傳感器與所述聲發(fā)射采集卡。
[0013]進一步地，橋梁監(jiān)測裝置還包括類型為Q9的接插件，所述類型為Q9的接插件用于所述同軸電纜與聲發(fā)射傳感器以及所述聲發(fā)射采集卡的連接。
[0014]進一步地，橋梁監(jiān)測裝置還包括服務(wù)器，所述服務(wù)器與所述上位機連接，用于存儲、處理所述上位機的信息數(shù)據(jù)。
[0015]進一步地，橋梁監(jiān)測裝置還包括客戶端，所述客戶端與所述服務(wù)器連接，用于客戶端通過所述服務(wù)器遠程監(jiān)控所述上位機。
[0016]本發(fā)明還提供了一種橋梁監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0017]校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度；
[0018]通過聲發(fā)射傳感器采集原始的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號傳輸給校準后的聲發(fā)射采集卡；
[0019]聲發(fā)射采集卡處理原始的聲發(fā)射信號，將處理后的聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)傳輸給上位機；
[0020]上位機監(jiān)控聲發(fā)射采集卡的運行狀態(tài)。
[0021 ]進一步地，校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度，具體為:
[0022]通過施密特錘或者通過客戶端遠程校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度。
[0023]本發(fā)明橋梁監(jiān)測裝置及方法的有益效果:橋梁監(jiān)測裝置中的靈敏度校準模塊在每次橋梁監(jiān)測前對聲發(fā)射采集卡的靈敏度校準，提高了橋梁監(jiān)測裝置使用時的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測方法的實現(xiàn)流程圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0027]圖1是本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，本發(fā)明實施例提供了一種橋梁監(jiān)測裝置，包括:聲發(fā)射傳感器1、同軸電纜2、聲發(fā)射采集卡3、靈敏度校準模塊4以及上位機5;
[0028]聲發(fā)射傳感器I通過同軸電纜2與聲發(fā)射采集卡3連接，聲發(fā)射采集卡3分別與靈敏度校準模塊4以及上位機5連接；
[0029]使用時，靈敏度校準模塊3首先校準聲發(fā)射采集卡2的靈敏度，校準完成后，讓聲發(fā)射傳感器I采集原始的聲發(fā)射信號，原始的聲發(fā)射信號包括橋梁主纜鋼絲沒有斷裂、沒有腐蝕時發(fā)出的聲發(fā)射信號，也包括橋梁主纜鋼絲斷裂和三級以上腐蝕的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號通過同軸電纜2傳輸給聲發(fā)射采集卡3，聲發(fā)射采集卡3對原始的聲發(fā)射信號濾波放大處理，上位機5監(jiān)控聲發(fā)射采集卡3的運行狀態(tài)。本發(fā)明實施例的橋梁監(jiān)測裝置，因聲發(fā)射信號在同軸電纜2內(nèi)傳輸時，會造成一些信號能量的損失，利用靈敏度校準模塊3每次在開始監(jiān)測橋梁前校準聲發(fā)射采集卡2的靈敏度，提高了橋梁監(jiān)測裝置使用時的可靠性。
[0030]橋梁監(jiān)測裝置還包括報警裝置6，報警裝置6與上位機5連接，當上位機5監(jiān)控到聲發(fā)射采集卡3采集到的聲發(fā)射信號的幅度大于預(yù)設(shè)的聲發(fā)射信號的閥值幅度時，發(fā)出報警提示信息。報警裝置6可以提醒監(jiān)控人員處理，利用直線上的聲發(fā)射信號傳輸時間差可以定位出該聲發(fā)射信號的位置。
[0031]優(yōu)選地，聲發(fā)射傳感器I為多個，分別設(shè)置在橋梁的不同位置。橋梁的不同位置都需要監(jiān)測，也就是聲發(fā)射傳感器I設(shè)置有多個。
[0032]優(yōu)選地，靈敏度校準模塊4采用機械校準工具施密特錘。因聲發(fā)射信號在同軸電纜2內(nèi)傳輸時造成了損失，施密特錘通過機械的發(fā)聲方法，在上位機5上設(shè)置通道來補償，達到校準聲發(fā)射采集卡3的目的。
[0033]優(yōu)選地，橋梁監(jiān)測裝置還包括類型為Q9的接插件，同軸電纜2與聲發(fā)射傳感器I通過類型為Q9的接插件連接，同軸電纜2與聲發(fā)射采集卡I也通過類型為Q9的接插件連接。
[0034]優(yōu)選地，橋梁監(jiān)測裝置還包括服務(wù)器7、客戶端8，服務(wù)器7與上位機5連接，用于存儲、處理上位機5的信息數(shù)據(jù)，客戶端8與服務(wù)器7連接，客戶端8通過服務(wù)器7遠程監(jiān)控上位機5。
[0035]—方面，客戶端8利用無線網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器7，監(jiān)測到上位機上的信號數(shù)據(jù)，從而客戶能夠做到遠程監(jiān)測。
[0036]另一方面，客戶端8可以通過遠程監(jiān)控，對聲發(fā)射采集卡3進行靈敏度校準，具體地，比如在校準聲發(fā)射采集卡3時，預(yù)先把橋梁斷裂的聲發(fā)射信號傳輸給聲發(fā)射采集卡3，通過對聲發(fā)射采集卡3監(jiān)測的橋梁斷裂聲發(fā)射信號與真實值的比較，給聲發(fā)射采集卡3的參數(shù)適當補償，達到校準聲發(fā)射采集卡3靈敏度的目的。校準完成后，讓聲發(fā)射傳感器I采集原始的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號通過同軸電纜2傳輸給聲發(fā)射采集卡3，聲發(fā)射采集卡3對原始的聲發(fā)射信號濾波放大處理，上位機5監(jiān)控聲發(fā)射采集卡3的運行狀態(tài)。本發(fā)明實施例的橋梁監(jiān)測裝置，因聲發(fā)射信號在同軸電纜2內(nèi)傳輸時，會造成一些能量損失，利用客戶端8可以通過遠程監(jiān)控，對聲發(fā)射采集卡3進行靈敏度校準，每次在開始監(jiān)測橋梁前校準聲發(fā)射采集卡2的靈敏度，提高了橋梁監(jiān)測裝置使用時的可靠性。
[0037]圖2是本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測方法的實現(xiàn)流程圖，參考圖2，本發(fā)明實施例還提供了一種橋梁監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0038]步驟SlOl，校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度；
[0039]具體的，本發(fā)明實施例可以利用施密特錘或者通過客戶端遠程校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度。
[0040]步驟S102，通過聲發(fā)射傳感器采集原始的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號傳輸給校準后的聲發(fā)射采集卡；
[0041 ]步驟S103，聲發(fā)射采集卡處理原始的聲發(fā)射信號，將處理后的聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)傳輸給上位機；
[0042]步驟S104，上位機監(jiān)控聲發(fā)射采集卡的運行狀態(tài)。
[0043]本發(fā)明實施例中的橋梁監(jiān)測方法與前述實施例中的橋梁監(jiān)測裝置是基于同一發(fā)明構(gòu)思下的兩個方面，在前面已經(jīng)對裝置作了詳細的描述，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)前述描述清楚地了解本實施中的方法的實施過程，為了說明書的簡潔，在此不再敘述。
[0044]本發(fā)明實施例提供的一個或多個技術(shù)方案，至少有以下技術(shù)效果:
[0045]I)本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測裝置中的靈敏度校準模塊4在每次橋梁監(jiān)測前對聲發(fā)射采集卡3的靈敏度校準，提高了橋梁監(jiān)測裝置使用時的可靠性。
[0046]2)本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測裝置中的客戶端8、服務(wù)器7、上位機5以及聲發(fā)射采集卡3之間的連接的使用，讓客戶端8可以通過遠程監(jiān)控，對聲發(fā)射采集卡3進行靈敏度校準，同樣提高了橋梁監(jiān)測裝置使用時的可靠性。
[0047]3)本發(fā)明實施例提供的橋梁監(jiān)測裝中的報警裝置6，可以提醒監(jiān)控人員即時處理一些不安全事件。
[0048]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，包括:聲發(fā)射傳感器、聲發(fā)射采集卡、靈敏度校準模塊以及上位機； 所述聲發(fā)射傳感器與所述聲發(fā)射采集卡連接，所述聲發(fā)射傳感器用于采集原始的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號傳輸給所述聲發(fā)射采集卡； 所述聲發(fā)射采集卡用于處理原始的聲發(fā)射信號； 所述聲發(fā)射采集卡分別與所述靈敏度校準模塊以及上位機連接，所述靈敏度校準模塊用于對所述聲發(fā)射采集卡靈敏度的校準，所述上位機用于監(jiān)控所述聲發(fā)射采集卡的運行狀??τ O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述聲發(fā)射傳感器為多個，分別設(shè)置在橋梁的不同位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述靈敏度校準模塊采用機械校準工具施密特錘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的橋梁監(jiān)測裝置還包括報警裝置，所述報警裝置與所述上位機連接，用于當上位機監(jiān)控到聲發(fā)射采集卡采集到的聲發(fā)射信號的幅度大于預(yù)設(shè)的聲發(fā)射信號的閥值幅度時，發(fā)出報警提示信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的橋梁監(jiān)測裝置還包括同軸電纜，所述同軸電纜用于連接聲發(fā)射傳感器與所述聲發(fā)射采集卡。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的橋梁監(jiān)測裝置還包括類型為Q9的接插件，所述類型為Q9的接插件用于所述同軸電纜與聲發(fā)射傳感器以及所述聲發(fā)射采集卡的連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的橋梁監(jiān)測裝置還包括服務(wù)器，所述服務(wù)器與所述上位機連接，用于存儲、處理所述上位機的信息數(shù)據(jù)。8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的橋梁監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的橋梁監(jiān)測裝置還包括客戶端，所述客戶端與所述服務(wù)器連接，用于客戶端通過所述服務(wù)器遠程監(jiān)控所述上位機。9.一種橋梁監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: 校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度； 通過聲發(fā)射傳感器采集原始的聲發(fā)射信號，再把采集到的原始聲發(fā)射信號傳輸給校準后的聲發(fā)射采集卡； 聲發(fā)射采集卡處理原始的聲發(fā)射信號，將處理后的聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)傳輸給上位機； 上位機監(jiān)控聲發(fā)射采集卡的運行狀態(tài)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的橋梁監(jiān)測方法，其特征在于，所述校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度，具體為: 通過施密特錘或者通過客戶端遠程校準聲發(fā)射采集卡的靈敏度。
【文檔編號】G01N29/30GK105842344SQ201610181348
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】姚超
【申請人】深圳市科蘭德實業(yè)發(fā)展有限公司