橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)
橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，是一個(gè)以橋梁結(jié)構(gòu)為平臺(tái)，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測與人工定期檢測的優(yōu)勢，應(yīng)用現(xiàn)代傳感、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁在未來運(yùn)營過程中健康狀況的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警橋梁潛在的危險(xiǎn)，為橋梁的安全運(yùn)營、管理和養(yǎng)護(hù)維修提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。對(duì)于不同結(jié)構(gòu)類型的橋梁和用戶的具體需求，可依據(jù)實(shí)際情況制定適宜的監(jiān)測方案。
1）結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測
傳感器子系統(tǒng)由對(duì)結(jié)構(gòu)變形參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測的傳感器組成，本項(xiàng)目采用的傳感器包括GNSS接收機(jī)、壓差式變形測量傳感器、盒式固定測斜儀。
GNSS接收機(jī)
在此監(jiān)測中使用JZ-BD-R600型GNSS位移監(jiān)測終端。此終端是一款基于載波相位測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度位移監(jiān)測的終端，內(nèi)置多模高精度板卡，采用帶扼流圈零相位中心天線，擁有豐富的外設(shè)和通信接口，優(yōu)良的觀測數(shù)據(jù)精度和數(shù)據(jù)處理算法，適用于大壩橋梁、地質(zhì)災(zāi)害及沉降等監(jiān)測應(yīng)用場景。
GNSS接收機(jī)現(xiàn)場安裝示意圖
壓差式變形測量傳感器
在此監(jiān)測中使用JMYC-62XX型壓差式靜力水準(zhǔn)儀作為結(jié)構(gòu)變形主梁撓度監(jiān)測終端。壓差式靜力水準(zhǔn)儀相比傳統(tǒng)的靜力水準(zhǔn)儀，該產(chǎn)品采用進(jìn)口元件和工業(yè)化設(shè)計(jì)，具有體積小、響應(yīng)速度快和長期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。多個(gè)傳感器通過水管連接，組成靜力水準(zhǔn)測試系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于路面線形沉降和剖面沉降、大壩線形沉降以及橋梁撓度的精密測量。
壓差式變形測量傳感器現(xiàn)場安裝示意圖
盒式固定測斜儀
在此監(jiān)測中使用JMQJ-7330ADY型硅微式固定傾斜(傾角)。JMQJ-7330ADY型表面固定式測斜探頭，使用微電子機(jī)械系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)的雙軸傾角傳感器作為敏感元件，結(jié)合智能芯片技術(shù)生產(chǎn)的一種固定式測量傾角的儀器。用以觀測橋梁、建筑、鐵路等結(jié)構(gòu)相對(duì)于水平的雙軸傾斜角度，適用于常規(guī)大地測量方式難以觀測到的隱蔽部位的變形量，配合自動(dòng)化系統(tǒng)可進(jìn)行長期測試。
盒式固定測斜儀現(xiàn)場安裝示意圖
2）應(yīng)變監(jiān)測
在此監(jiān)測中使用JMZX-212HAT系列型振弦式應(yīng)變計(jì)作為應(yīng)力應(yīng)變主梁應(yīng)變監(jiān)測終端。JMZX-212HAT表面智能數(shù)碼弦式應(yīng)變計(jì)廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑、鐵路、交通、水電、大壩等工程領(lǐng)域的混凝土及鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變測量，以充分了解被測構(gòu)件的受力狀態(tài)。詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)見下所述。
項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
應(yīng)變測量范圍 | ±1500με |
應(yīng)變測量靈敏度 | 1με |
測溫精度 | ±0.5°C |
溫度測量范圍 | -20℃～﹢70℃ |
鋼弦線膨脹系數(shù) | 12.2με/℃ |
表面式應(yīng)變計(jì)現(xiàn)場安裝示意圖
3）（索力）監(jiān)測
在此監(jiān)測中使用G018914 型加速度計(jì)作為索力監(jiān)測傳感器。
G018914 型加速度計(jì)是一種用于低頻振動(dòng)測量的振動(dòng)傳感器，它主要用于場地的脈動(dòng)（微振動(dòng)）和爆破振動(dòng)測量，樓房等高柔建筑物的脈動(dòng)、風(fēng)振、地震測量或監(jiān)測，橋梁等大跨度結(jié)構(gòu)物的超低頻脈動(dòng)（微振動(dòng)）和大振動(dòng)測量。 G018914型加速度計(jì)采用差分式磁缸感應(yīng)振動(dòng),利用無源閉環(huán)伺服技術(shù)獲得良好的低頻特性， 與 G01NET 型采集儀配套使用,可獲得良好的阻抗匹配。本傳感器具有體積小、重量輕、使用方便、分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大及一機(jī)多用的特點(diǎn)。 本傳感器可直接與各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配接。技術(shù)指標(biāo)如下：
項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
測量量程加速度 | ±10m/s2/±20m/s2 |
分辨率加速度 | 0.5x10-5m/s2（量程為±10m/s2時(shí)） |
電源 | 無源式傳感器 |
通頻帶 | ≥0.5~80Hz |
靈敏度 | 0.09m/s2 |
輸出負(fù)荷電阻 | ≤ 400Ω |
尺寸 | 40x40X52mm |
環(huán)境 | -20~60℃；濕度≤85% |
現(xiàn)場安裝示意圖如下：
索力監(jiān)測傳感器現(xiàn)場安裝示意圖
4）振動(dòng)監(jiān)測
在此監(jiān)測中使用QZ2013型加速度計(jì)作為主梁振動(dòng)監(jiān)測傳感器終端。
QZ2013型力平衡加速度加速度計(jì)是根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)開發(fā)生產(chǎn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精品儀器。主要設(shè)計(jì)人員由來自中國地震局工程力學(xué)研究所的高級(jí)專業(yè)人員組成，專門從事振動(dòng)加速度計(jì)及振動(dòng)測試、數(shù)據(jù)采集儀器研制和開發(fā)以及相關(guān)分析軟件的開發(fā)。此加速度計(jì)為三分量輸出的力平衡加速度計(jì)（也可做成單分量或兩分量輸出），主要用于橋梁、機(jī)械、水壩、樓房、山地斜坡等地震和工程振動(dòng)監(jiān)測或測試。詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)見下所述。
項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
原理 | 差容式動(dòng)圈換能式力平衡加速度計(jì),單端對(duì)地輸出； |
測量范圍 | ±2.0g |
加速度分辨率 | 0.000002g |
靈敏度 | 1.1V/g |
頻響范圍 | DC-200Hz （可選擇 0.5~100Hz;0.5~200Hz;DC-500Hz;DC-2000Hz） |
線性度 | 0.5% |
動(dòng)態(tài)范圍 | 大于125dB |
阻尼常數(shù) | 0.7 |
自振頻率 | 4.5±0.5Hz |
橫向靈敏度比 | 小于1%(包括角偏差) |
零位漂移 | 2μgn/℃(典型值) |
電源 | 5~18V 30.0mA |
重量 | 0.2Kg |
環(huán)境溫度 | -30℃ ~+75℃ |
體積 | Φ90×135mm;底座:100×130×5mm;底座4 個(gè)安裝:中心距離為 60mm×110mm，M4 螺紋孔 |
防水等級(jí) | ≥IPX8（可在水下長期使用） |
抗電磁干擾能力 | 具有良好的低電壓電磁兼容性，通過了國內(nèi)、外相關(guān)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，且獲得低電壓兼容認(rèn)證證書 |
現(xiàn)場安裝示意圖如下：
振動(dòng)傳感器現(xiàn)場安裝示意圖
5）伸縮縫及裂縫監(jiān)測
在此監(jiān)測中使用JMDL-22XX 系列型振弦式測縫(位移)計(jì)作為伸縮縫監(jiān)測和裂縫監(jiān)測傳感器。JMDL-22XX系列智能數(shù)碼測縫計(jì)廣泛應(yīng)用于建筑、道路、鐵路、橋梁、大壩、隧道、邊坡等工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)體的裂縫、接縫、伸縮縫的位移（寬度）變化精密測量。特別適應(yīng)于長期監(jiān)測。主要技術(shù)指標(biāo)如下：
項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
標(biāo)準(zhǔn)量程 | 20/50/100/200 |
分辨率 | ≤0.03%F.S（0.006mm/0.015mm/0.03mm/0.06mm） |
綜合誤差 | ≤1.0%F.S |
工作范圍 | -25℃~+70攝氏度 |
現(xiàn)場安裝示意圖如下圖所示:
裂縫計(jì)現(xiàn)場安裝示意圖
6）環(huán)境監(jiān)測
溫濕度傳感器
在此項(xiàng)目中使用JMWS-1D型溫濕度傳感器作為橋梁溫濕度環(huán)境監(jiān)測傳感器終端。JMWS-1D單通道溫濕度采集模塊，是運(yùn)用微電子機(jī)械系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)的以進(jìn)口溫濕度傳感器作為敏感元件，結(jié)合智能芯片技術(shù)生產(chǎn)的一種專業(yè)測量溫度、濕度的儀器，通過上位機(jī)軟件可對(duì)溫濕度進(jìn)行精確測量。其性能穩(wěn)定可靠，廣泛應(yīng)用于企業(yè)、廠礦、地鐵、商場、施工現(xiàn)場等對(duì)溫濕度環(huán)境有所要求的場所。相對(duì)于常規(guī)現(xiàn)場人工檢測，本產(chǎn)品可進(jìn)行自動(dòng)采集和存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)無人值守，長期監(jiān)測，大大減輕工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人為誤差。詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)見下所述。
項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
輸入電壓 | DC（9-12）V直流輸入 |
測量范圍 | 溫度：-40℃-+120℃ 濕度：0-100%RH |
測量精度 | 溫度：±0.5℃ 濕度：±3%RH |
分辨率 | 溫度：0.1℃ 濕度：0.1%RH |
使用環(huán)境 | 溫度：-40℃-+100℃（探頭部分） 濕度：5-99%RH，無凝露 |
穩(wěn)定性 | 溫度：小于0.1℃/年 濕度：小于1%RH/年 |
通訊接口 | RS-485接口，配RS485轉(zhuǎn)USB線可連接到電腦 |
產(chǎn)品尺寸 | 160x80x85mm |
現(xiàn)場安裝示意圖如下圖所示：
溫濕度傳感器現(xiàn)場安裝示意圖
風(fēng)速風(fēng)向傳感器
在此監(jiān)測中使用JMZX-1F型風(fēng)速/風(fēng)向傳感器作為橋梁風(fēng)速風(fēng)向環(huán)境監(jiān)測傳感器終端。JMZX-1F單通道風(fēng)速風(fēng)向采集模塊能測量風(fēng)速和風(fēng)向，并將測量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。體積小，安裝方便，傳感器采用金屬制造，性價(jià)比高，抗干擾能力強(qiáng)。對(duì)于自動(dòng)測試布線困難復(fù)雜，需長期監(jiān)測的應(yīng)用場合，是一種理想選擇。主要技術(shù)參數(shù)如下：
項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
風(fēng)速測量范圍 | 0～70m/s |
風(fēng)速測量精度 | ±(0.3+0.03V)m/s |
風(fēng)向范圍 | 0～360° |
風(fēng)向測量精度 | ±3° |
分辨率 | 1° |
工作溫度 | -40℃～50℃ |
現(xiàn)場安裝示意圖如下圖所示：
風(fēng)速風(fēng)向傳感器現(xiàn)場安裝示意圖
7）視頻監(jiān)控
高清攝像機(jī)
在此監(jiān)測中使用愛普華頓的APG-IPSD-645FR-4G型400萬高清4G網(wǎng)絡(luò)紅外智能高速球作為視頻監(jiān)控終端。詳細(xì)技術(shù)參數(shù)如下：
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項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) | |
機(jī)芯參數(shù) | 傳感器 | 1/3" Progressive CMOS |
有效像素 | 2592×1520 | |
變焦倍數(shù) | 20倍 | |
光學(xué)變焦 | 5.4-108mm | |
數(shù)字變焦 | 16倍 <
 中交路達(dá)
一站式橋梁養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)解決方案
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