振弦式传感器及自动化网络测量系统在桥梁安全监测系统中的应用

合集下载

基于振弦式传感器的桥梁检测系统设计

ａｈｈｒｃｅｉｔｓｏｉｒｔｇｗｉｅｓｒＳｓｕｔｒａｄｓｎｉｐｅｅｔｄ，ｈｃｓｎＰ３Ｆ４ｓｔｅｔｔｅｃａａｔｒｉｆｖｂａｉｒｓｎｏ ’ ｔｃｕｅ，ｅｉｓｒｓｎｅｗｉｈｕｉｇＭＳ４０４９ａｈｓｃｎｅｒｇｃｒｆｄｔｃｉｎｓｓｅＴｈｙｔｍａｄｒｉｃｉｍａｎｙｉｃｕｅｈｅａｔ，ｈｔｉｘｉｔｎｃｒｕｔｓｇａｏｅｏｅｅｔｙｔｍ．ｅｓｓｅｈｒｗａｅｃｒｕｔｉｌｎｌｄｓｔｒｅｐｒｔａｓｅｃｔｉｉｉ，ｉｎｌｏｓａｏｃｃｎｉｏｉｇｃｒｕｔａｄｔｍｐｒｔｒｏｅｓｔｎｃｒｕｔ１－ｉｔｒｎｅｎｌＭＳ４０ｍｉｒｃｎｒｌｒｗｉｈｏｄｔｎｎｉｃｉｎｅｅａｕｅｃｍｐｎａｉｉｉ．６ｂｔｉｓｉｔｒａＰ３ｃｏｏｔｌｈｃｉｏｃｍｅｏｅ
ＭＳ４０４９Ｐ３Ｆ４
ＬＤ一Ｃ￣，
ＲＳ２－３
器
２￣，
卜—－温度补偿电 —＋＿｛ — 路Ｉ
图１检测系统的硬件结构图
ＦｉＨａｄｒｔｕｔｒｉｇａｍｆｄｔｃｉｎｓｓｅｇ１ｒｗａｅｓｒｃｕｅｄａｒｏｅｅｔｙｔｍｏ
ｒｓｈｆｔｅｓｓｅｓｏｔａｈｙｔｍａｏｄｓａｉｔ，ｉｈｐｅｉｉｎ，ｈ￣ｑｅｃａｕｅｎｒｏｓｅｕｓｏｙｔｍｈｗｈｔｔｅｓｓｅｈｓｇｏｔｂｌｙｈｇｒｃｓｏｔｅｅｕｎｙｍｅｓｒｍｅｔｅｒｒｉｈｉ

桥梁监测方案

桥梁结构健康监测系统光纤仪器监测子系统、振弦仪器监测子系统设计方案北京基康科技有限公司目录1、设计依据与目标 (3)2、结构健康监测设计 (3)2.1主航道桥 (4)2.1.1 梁部的监测 (12)2.1.2 塔部监测 (12)2.1.3 阻尼器变形监测 (12)2.2深水区105M连续梁 (12)2.2.1连续梁结构静力监测 (18)2.2.2 温度监测 (18)2.2.3 连续梁不均匀沉降变形 (19)2.3各监测项目技术要求 (19)2.3.1 主通航桥 (19)2.3.2 105m跨连续梁 (19)2.4监测仪器工程量 (19)3、监测仪器选型 (20)3.1选型依据 (20)3.1.1 光线光栅传感器 (21)3.1.2 振弦传感器 (24)3.2应变计 (26)3.3温度计 (26)3.4位移计 (27)3.5倾角计 (27)3.5静力水准仪 (27)4、健康监测子系统方案 (27)4.1光纤仪器采集子系统 (29)4.1.1 光纤仪器监测子系统组成及功能 (29)4.1.2本系统监测内容及接入仪器 (30)4.1.3 系统网络通讯结构设计 (31)4.1.4 现场采集设备配置 (31)4.1.5 光纤传输布线说明 (34)4.1.6 软件说明 (35)4.1.7 光纤仪器采集子系统工程量清单 (36)4.1.8 方案特点 (36)4.2振弦仪器采集子系统设备选择 (37)4.2.1 静力水准测量原理及结构 (37)4.2.2 BGK-MICRO－40型采集设备功能概述 (40)4.2.3 系统网络通讯结构设计 (41)4.2.4 设备主要技术参数 (41)4.2.5 BGK-MICRO采集软件 (42)4.2.6 现场测控单元配置 (43)4.2.7 振弦采集子系统工程量清单 (44)5、系统仪器设备安装 (44)5.1应变计安装 (44)5.2温度计安装 (46)5.3位移计安装 (47)5.4光缆敷设 (47)5.5静力水准仪安装 (48)5.6倾角计安装 (49)5.7参考仪器安装使用手册 (49)6、系统测试与验收 (49)6.1系统仪器设备的测试 (49)6.2系统验收 (50)7、质量保证与售后服务 (50)7.1质量保证服务承诺 (50)7.2技术服务措施 (51)8、设备费用概算 (51)8.1光纤光栅传感器子系统 (51)8.2振弦式传感器子系统 (53)8.3价格说明 (53)桥梁结构健康监测系统设计方案——光纤仪器监测子系统、振弦仪器监测子系统1、设计依据与目标由于桥梁在运营期间会受到气候、氧化、腐蚀或老化等因素的影响，及长期在恒载和活载的作用下遭受损坏，其强度和刚度会随时间的增加而降低，这不仅影响了安全行车，也会使桥梁的使用寿命缩短。

桥梁设计中的智能监测系统应用

桥梁设计中的智能监测系统应用桥梁是连接两地最常见的交通工具，无论是高速公路、铁路还是城市道路，桥梁都是其中的重要组成部分。

在桥梁的设计和建设中，智能监测系统应用的发展不断推进，为桥梁的安全保障提供了强有力的支持。

一、智能监测系统的定义智能监测系统是指安装在桥梁结构中的一系列感应器、传感器和数据采集器，通过收集和分析桥梁结构的力学、环境等多个方面的数据，实现对桥梁结构健康参数的准确监测和分析，并为桥梁的日常养护、维护以及灾害防范等提供辅助决策。

二、智能监测系统的作用1. 实现桥梁结构健康状况的实时监测智能监测系统可以通过收集桥梁结构内部的温度、位移、应力、振动等多个参数数据，实时反映桥梁结构的健康状况。

通过解析数据，系统可以提供细致、准确的桥梁结构健康评估结果，为桥梁安全运行提供支持。

2. 提升桥梁养护、维护效率智能监测系统可以帮助工作人员快速确定需要养护和维修的部位，并基于桥梁结构健康数据提供相应的养护方案，从而提高养护效率，并降低养护成本。

3. 辅助防灾减灾决策智能监测系统可以提供桥梁结构的安全评估结果，根据各种情况下结构的变化，提出各种风险预测和应对方案，为防灾减灾工作提供重要的信息支持。

三、智能监测系统实践应用案例1. 桥梁温度监测在一座跨越长江的大型悬索桥上，智能监测系统可以实时监测桥梁结构内部的温度和变形数据，通过分析数据并反馈给养护工作人员，能够帮助他们更多地了解桥梁的表现及运行方式，并提供精准的养护方案。

2. 桥梁振动评估智能监测系统可以通过多种测量方式实时监测桥梁的振动情况，并对此进行评估和预测，有助于决策者优化维护与改进方案，提高桥梁的安全性和耐久性。

四、智能监测系统的未来发展趋势1. 大数据应用随着大数据技术的不断发展，智能监测系统的应用将推向更高的水平。

通过对大量数据的深度分析，能够更准确地分析桥梁的健康状况，从而实现更好的桥梁管理和维护。

2. 人工智能技术应用人工智能技术的快速发展将为智能监测系统带来新的机遇。

桥梁结构安全监测技术与应用

桥梁结构安全监测技术与应用桥梁作为城市重要的交通组成部分，它的结构安全一直备受关注。

近年来，桥梁结构安全监测技术与应用得到了很大的发展，成为桥梁管理的重要手段之一。

本文将从技术原理、应用现状和发展趋势三个方面介绍桥梁结构安全监测技术与应用。

一、技术原理桥梁结构安全监测技术主要包括物理检测技术、传感器技术和信息处理技术。

其中，物理检测技术主要是对桥梁结构进行外观、构件位移、裂缝和腐蚀等方面的检测，通过实地勘察和材料分析等手段，获取桥梁结构的整体健康状况。

传感器技术则是利用加速度计、速度计、位移传感器等设备，对桥梁结构的振动、变形等物理参数进行实时监测，通过建立桥梁结构的数字化模型进行数据分析，从而找出结构变形的原因和危险信号，为修复和维护提供科学依据。

信息处理技术主要包括数据库管理、数据分析和算法优化等方面，通过对数据的精细化处理和不断优化模型，实现对桥梁结构安全状态的精准预测和监控。

二、应用现状目前，桥梁结构安全监测技术已经被广泛应用到各个领域，特别是城市交通和水利工程等方面。

例如，北京大兴机场航站楼建设时，采用了激光扫描仪等高精度设备，对桥梁结构进行了全面的测量和监测，为桥梁的设计修建提供了准确的依据。

同时，中国铁路总公司也在全国各地铁路桥梁上采用振动传感器、位移传感器等设备进行长期监测，及时发现并修复了结构变形和破裂等隐患。

此外，近年来网络技术的发展，也为桥梁结构安全监测提供了更加便捷的手段，通过智能手机和远程监控系统等设备，可以实现对桥梁结构的远程监测和管理。

三、发展趋势随着科技的不断进步，桥梁结构安全监测技术也有着进一步的发展趋势。

首先，传感器技术将不断提高其精度和可靠性，同时在结构监测方面，还将逐渐引入新的技术，如光纤传感技术、无线传感技术等。

其次，信息处理技术将在大数据和人工智能的驱动下，发展出更加智能化的监测和分析工具，从而更好地发现和避免结构安全隐患。

最后，桥梁结构安全监测技术也将更加注重实践应用，紧密结合桥梁管理的需求，通过不断实现技术创新和规模化应用，为更加安全和可靠的城市交通和水利工程建设提供坚实的保障。

浅谈振弦式传感器在大坝安全监测中的优势与应用

浅谈振弦式传感器在大坝安全监测中的优势与应用摘要：振弦式传感器由于其工作原理简单、精度和稳定性高及抗干扰力强，在大坝安全监测中已经被广泛应用。

本文介绍了振弦式传感器的工作原理、在大坝安全监测中的优势以及在应力/应变、变形、渗流和温度等大坝安全监测项目中的应用。

关键词：大坝安全监测监测仪器振弦式传感器振弦应用大坝安全监测是指：水库大坝从施工开始到工程结束投入使用的全部过程，都需要对建筑物安全性能和运行状态进行安全监测。

大坝安全监测中最基础、最主要的就是监测仪器，对建筑物安全性能和运行状态的了解和分析，主要依靠各种监测仪器提供的测量数据。

振弦式传感器就是众多监测仪器中的一种，从20世纪30年代发明至今，随着电子读数仪技术、材料和生产工艺的发展，振弦式传感器已成为一种性能十分完善且能满足大坝安全监测应用要求的监测仪器。

1 振弦式传感器工作原理的介绍1.1振弦式传感器的构造振弦式传感器由受力弹性形变外壳(或膜片)、钢弦、紧固夹头、激振和接收线圈等组成。

而钢弦就是振弦式传感器的振弦。

（如图l所示）1.2振弦式传感器的工作原理振弦式传感器的工作原理就是测量张紧钢弦的频率变化来测量钢弦应力的物理量。

1.2.1频率（周期）与变形（应变）之间的关系振弦的固有频率（共振频率）与应力，长度和质量有关，公式如下：由于钢弦的质量m、钢弦长度Ｌw、截面积S、弹性模量E可视为常数，因此，钢弦的应力Ｆ与输出频率f建立了相应的关系：即当外力F0未施加时，则钢弦按初始应力作稳幅振动，输出初频f0；当施加外力F1 (即被测力——拉力或压力)时，则形变壳体(或膜片)发生相应的拉伸或压缩，使钢弦的应力增加或减少，这时频率也随之增加或减少为f1。

因此，只要测得振弦频率值f1，即可得到相应被测的力——拉力或压力值等。

1.2.2振弦式传感器的工作原理现以双线圈连续等幅振动的激振方式，来表述振弦式传感器的工作原理。

如图l所示，工作时开启电源，线圈带电激励钢弦振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势由接收线圈送入放大器放大输出，同时将输出信号的一部分反馈到激励线圈，保持钢弦的振动，这样不断地反馈循环，加上电路的稳幅措施，使钢弦达到电路所保持的等幅、连续的振动，然后输出的与钢弦张力有关的频率信号。

桥梁振动检测方案振动传感器的应用

桥梁振动检测方案振动传感器的应用桥梁作为重要的交通基础设施，在现代社会中扮演着至关重要的角色。

然而，随着桥梁年龄的增长和交通运输需求的增加，桥梁的状况逐渐变得令人担忧。

桥梁振动检测方案的应用，尤其是振动传感器的应用，为我们提供了一种有效的手段来监测桥梁的状况，及时发现潜在的问题并采取相应的维修措施。

一、振动传感器的原理与类型振动传感器是一种用于测量结构物振动的设备。

它基于结构物振动的机械能转化为电信号的原理，通过测量结构物的振动频率、振幅和相位等参数，来判断结构物的工作状态。

常见的振动传感器类型包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。

加速度传感器是最常用的振动传感器之一。

它能够测量结构物在某一方向上的加速度，并将加速度信号转化为电信号输出。

速度传感器则用于测量结构物在某一方向上的振速，位移传感器则能够直接测量结构物振动的位移。

不同类型的传感器在不同应用场景下具有各自的优势，使用时应根据具体需求进行选择。

二、桥梁振动检测方案的意义与优势桥梁振动检测方案的应用对于及时掌握桥梁的工作状态、准确评估桥梁的健康状况具有重要意义。

首先，振动传感器能够实时监测桥梁的振动情况，通过分析振动参数可以了解桥梁的结构是否存在异常变化。

其次，振动数据的采集与分析能够提供科学依据，帮助工程师们制定合理的维修计划和修复方案。

最重要的是，桥梁振动检测方案能够帮助预防潜在的结构灾害，提高桥梁的安全性和使用寿命。

相对于传统的检测方法，桥梁振动检测方案具有明显的优势。

首先，振动传感器具有高精度的测量能力，可以实时获取桥梁振动的各项参数，提高检测的准确性。

其次，振动传感器具有快速安装和便捷维护的特点，不需要对桥梁结构进行破坏性改造，减少了施工成本和时间。

此外，振动传感器还具有稳定可靠的性能，在恶劣环境下仍能正常工作，提高了检测的持久性。

三、桥梁振动检测方案的实际应用桥梁振动检测方案的实际应用范围广泛。

例如，在桥梁施工完工后，可以通过安装振动传感器来对桥梁进行验收检测，确保其符合设计要求。

桥梁安全自动化监测解决方案

1桥梁监测的重要性桥梁安全监测系统集自动化数据采集、智能数学模型分析和互联网技术与一体的物联网智能化系统。

该系统基于监测仪器、设备和数据传输等技术，对桥梁结构的工作状态、使用性能及整体行为进行实时监测，并对桥梁的安全状况和潜在危险性做出安全评估，根据系统采集的关键数据为桥梁在特殊气候、交通状况或桥梁运行中的严重异常状况触发预警信号，并根据监测结果制定维修决策，以保证桥梁在建造和服役期间全寿命的安全性。

在桥梁安全监测自动化解决方案中，监测内容主要是针对桥梁的应力、应变、温度、沉降、位移、荷载、倾斜等物理量的监测。

2桥梁安全监测系统桥梁安全监测系统主要有以下几部分组成：1、数据感知部分：各监测指标各类型智能传感器；2、数据采集部分：自动化采集系统；3、数据传输部分：有线/无线；4、控制分析部分：监控中心软件，数据显示平台系统功能：1、实现对桥梁重要数据的实时采集、传输、计算、分析；2、直观显示各项监测数据，监测数据的历史变化过程及当前状态；3、一旦出现紧急情况，系统能及时发出预警信息；4、可实现安全监测信息的多级共享；5、可实现安全预警信息的发布。

桥梁监测类型与内容及设备，环境量监测：温湿度、风速风向应使用温湿度计与风速风向仪；变形监测：挠度、沉降、倾斜、相对位移应使用液压沉降仪、倾斜仪、测缝计等；应力应变监测：表面应变应使用应变计；振动监测：桥梁固有频率应使用加速度计；受力监测：索力、拉力等应使用锚索测力计。

3桥梁安全监测仪器设备ELT-15X型斜坡倾斜仪（智能）VWS型振弦式应变计（智能）VWD-J型振弦式测缝计（智能）GN-1B型固定式测斜仪（智能）MCU-32自动测量单元GDA1602(4)单点采集模块南京葛南实业有限公司创建于1998年，是专业从事岩土工程安全监测仪器及系统的研发、生产、销售、服务的高科技型企业。

公司智能振弦式传感器及自动化采集系统在国内处于领先水准，产品出口16个国家和地区，应用在2000多个水电站、大型桥梁及军事工程。

智慧城市桥梁安全监测方案

桥梁安全监测方案1.0概述1.1 行业需求近年来，由于桥梁原有设计缺陷、施工质量控制不佳等因素导致的桥梁技术状况等级不良的示例屡见不鲜。

多个区域的干线公路桥梁定期检查结果显示：因为病害相对严重而需要重点关注的桥梁占当年次检查桥梁总量的4.5%。

与此同时，随着经济建设的不断发展，公路交通运输异常繁重。

交通部综合规划司最新公布的公路货运运输量统计信息显示，近年货运量同比增长约9%。

此外，车辆的总重和轴重增大，超载问题严重。

这种追求短期经济效益的掠夺性运输进一步加剧了桥梁结构的损伤。

因此，及时掌握桥梁的性能表现，防止突发性坍塌事故发生，采用科学的方法对桥梁进行运营期安全监测是极为必要的，也是养护现代化的迫切需求。

2015年，交通运输部颁布了最新的《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-12015），其3.8条“养护及其他附属设施”中第6款规定“技术复杂的大型桥梁工程可根据需要设置必要的结构监测设施”，对应条文说明提到：“随着技术的进步，桥梁安全监测系统技术已经日臻成熟，在公众对工程结构安全性日益关注的背景下，根据桥梁的结构特点、地理环境及系统目标，结合国内外的最新研究成果和经验，开展桥梁结构安全监测已成为行业发展到一定阶段的内在需求。

”1.2 目的和意义综合目前的行业需求及政策导向，建议开展郑东新区重点桥梁结构安全监测系统建设，主要解决以下问题：1）养护现代化的及时性需求数据的准确性和信息的及时性是桥梁实现科学养护的重要前提，当前公路桥梁养护检评体系已日趋完善，但检查方法仍主要依赖人工，且对桥梁的全面检查时间间隔至少为一年，从数据准确性和信息及时性上不能满足养护现代化的需求。

2）重点桥梁养护需求2随着交通路网的建设，一些长大桥梁、特殊结构桥梁的数量不断增加，这些桥梁技术复杂，养护难度大，需要借助更先进的技术手段，开展结构监测，作为当前已有桥梁检评体系的补充，进一步完善科学决策。

32.0桥梁结构监测发展现状2.1 总体情况桥梁结构监测分为施工监测和运营监测，本文案所指监测为运营监测。

桥梁安全监测系统的创新与应用

桥梁安全监测系统的创新与应用在城市的脉络中，桥梁不仅是连接两岸的通途，更是经济发展的动脉和文化的纽带。

然而，随着使用年限的增长、自然环境的侵蚀以及交通负荷的日益加剧，桥梁的安全问题日益凸显，成为社会各界关注的焦点。

为了准确把脉桥梁健康状况，预防潜在风险，桥梁安全监测系统成为了守护桥梁安全的“隐形卫士”。

科技赋能，准确监测桥梁安全监测系统，顾名思义，是一套集数据采集、传输、分析、预警于一体的智能化系统。

它利用传感器，对桥梁的位移、沉降、倾斜等多维度信息进行全天候的监测。

这些数据通过高精度传感器实时采集，并经由无线传输方式上至综合环境监控云平台，经过云平台分析，能够准确评估桥梁的健康状况，及时发现并预警潜在的安全隐患。

预警先行，防患于未然相比传统的人工巡检方式，桥梁安全监测系统的优势在于其高效性和准确性。

它能够捕捉到肉眼难以察觉的细微变化，通过监测为管理者提供科学依据。

一旦监测到异常数据，桥梁安全监测系统会自动触发预警机制，通过多种方式通知相关人员，保障问题得到及时响应和处理，真正实现“早发现、早预警、早处置”，将安全风险扼杀在萌芽状态。

智慧运维，提升管理效能桥梁安全监测系统的应用，不仅增强了桥梁安全管理的主动性，还推动了桥梁运维管理的智能化升级。

管理者可以根据监测结果，制定科学合理的养护计划，优化资源配置，减少不必要的维护开支。

绿色可持续，助力智慧城市在倡导绿色发展和智慧城市建设的今天，桥梁安全监测系统也展现出其价值。

通过对桥梁状态的实时监测和准确管理，减少了因桥梁损坏导致的交通事故和经济损失，保障了人民生命财产安全。

同时，系统的智能化运维模式降低了人力成本，提高了工作效率，为城市的可持续发展贡献了一份力量。

结语桥梁安全监测系统，作为现代科技与传统工程管理的结合，正以其优势在桥梁安全管理领域发挥着越来越重要的作用。

它不仅是对传统桥梁检测手段的一次突破，更是推动智慧城市建设和保障公共安全的重要力量。

压力传感器在现代桥梁中的应用分析陈永超

毕业论文论文题目：压力传感器在现代桥梁中的应用分析系部：电子信息工程系专业名称：电子信息工程技术班级：09431学号： 04 姓名：陈永超指导教师：陈军完成时间：2012年5月8日压力传感器在现代桥梁中的应用分析摘要：本文首先介绍了压力传感器在现代桥梁中的应用现状，其次分析了压力传感器在桥梁应用过程中产生的问题及原因，重点讨论三种类型压力传感器在桥梁应用过程中问题解决的方法。

最后通过对压力传感器在桥梁中应用的分析得出结论，对于了解和掌握振弦式、扩散硅式、压电式压力传感器有很大的帮助。

关键词：振弦式压力传感器；扩散硅式压力传感器；压电式压力传感器；现代桥梁Pressure sensors in the analysis of application ofmodern bridgeAbstract:This paper first introduces the pressure sensors in the present situation of the application of modern bridge, secondly analyzes the pressure sensor in the bridge in the process of applying the cause of the problem and reason, mainly discussed the three types of pressure sensors in bridge during the application method of problem solving. Finally through to the pressure sensor in the analysis of the application in bridge conclusion, to understand and master the vibration string type, the proliferation silicon type, the piezoelectric pressure sensor has very great help.Key words:Vibration string type pressure sensors; The proliferation silicon type pressure sensor; The piezoelectric pressure sensors; Modern bridge目录前言 (4)1、压力传感器在现代桥梁中应用现状 (4)1.1振弦式压力传感器在桥梁中的应用现状 (4)1.2扩散硅式压力传感器在桥梁中的应用现状 (4)1.3压电式压力传感器在桥梁中的应用现状 (5)2、压力传感器在现代桥梁中的应用分析 (5)2.1振弦式压力传感器在桥梁索力监测中的应用分析 (5)2.1.1振弦式压力传感器的应用原理 (5)2.1.2振弦式压力传感器在应用中存在问题及解决方法 (6)2.2扩散硅式压力传感器在桥梁应力检测中的应用分析 (7)2.2.1扩散硅式压力传感器的应用原理 (7)2.2.2扩散硅式压力传感器在应用中存在问题及解决办法. 82.3压电式压力传感器在桥梁动力测量中的应用分析 (9)2.3.1压电式压力传感器的应用原理 (9)2.3.2压电式压力传感器在应用中存在问题及解决方法 (10)3、结束语 (10)4、参考文献 (11)致谢 (12)前言压力传感器是一种典型的有源传感器（属于发电型传感器），某些电介质在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量电测的传感器。

桥梁振动监测系统

桥梁振动监测系统近年来，随着交通运输业的不断发展，桥梁建设的需求与日俱增。

然而，由于自然环境的挑战以及人为因素的影响，桥梁结构的健康状况成为一项重要的关注点。

为了确保桥梁的安全运行，桥梁振动监测系统应运而生。

本文旨在介绍桥梁振动监测系统的基本原理、应用与发展趋势。

一、桥梁振动监测系统的基本原理桥梁振动监测系统是通过安装传感器和数据采集设备，实时记录桥梁结构的振动情况。

传感器可以精确感知桥梁的振动参数，如加速度、速度和位移等。

数据采集设备负责将传感器采集到的数据进行处理和存储。

通过对桥梁振动数据的分析，可以评估桥梁结构的健康状况以及承载能力。

二、桥梁振动监测系统的应用1. 桥梁结构评估：桥梁振动监测系统可以帮助工程师评估桥梁的结构安全性。

通过对数据的分析，可以检测到可能存在的结构缺陷或疲劳现象，提前发现潜在的安全隐患。

2. 桥梁维护管理：桥梁振动监测系统可以提供桥梁的实时性能数据，有助于制定合理的维护计划。

及时发现和修复结构问题，延长桥梁的使用寿命，提高交通运输的安全性和效率。

3. 桥梁设计改进：通过搜集不同桥梁的振动数据，可以对桥梁结构设计提供参考依据。

结合实际运行情况，优化桥梁设计方案，提高桥梁的抗震能力和稳定性。

三、桥梁振动监测系统的发展趋势1. 无线传输技术：传统的桥梁振动监测系统通常采用有线传输方式，限制了监测点的数量和覆盖范围。

未来的发展趋势是采用无线传输技术，实现大规模无缝覆盖，提高监测的准确性和效率。

2. 数据分析与云计算：随着大数据技术的发展，桥梁振动监测系统可以利用云计算平台进行数据存储和分析。

通过数据挖掘和机器学习算法，提取出有价值的信息，为桥梁维护和设计提供更准确的决策支持。

3. 快速响应与预警机制：未来的桥梁振动监测系统将不仅仅局限于对数据的记录与分析，还将发展为具有实时预警功能的智能系统。

一旦监测到桥梁结构异常，系统将能够立即发出预警信号，提醒相关人员采取应急措施，避免事故的发生。

振弦式传感器在边坡自动化监测中的应用

振弦式传感器在边坡自动化监测中的应用摘要：随着边坡自动化监测的逐步发展，越来越多的传感器被使用在边坡自动化监测中。

振弦式传感器由于其具有结构简单稳定、测量精度高，抗干扰性良好的特点，已经被广泛的使用在很多土木工程中。

本文简单介绍了振弦式传感器的原理和应用，并简单描述了一个基于振弦式传感器的边坡自动化监测系统。

关键词振弦式传感器；物联网；公路边坡；自动化监测中图分类号：TP212.9，TP2710引言随着我国交通行业基础设施建设事业的蓬勃发展，公路边坡也越来越多，由于公路边坡常常位于较为偏僻的荒野中，恶劣的自然环境严重影响着传感器的寿命和测量精度，而且设备维护也不方便，对自动化监测工作是个严峻的考验。

振弦式传感器具有较高的灵敏度、良好的抗干扰性和较为简单的结构，已经被广泛的应用在了各行各业中，如桥梁结构健康监测[1]，大坝安全监测[2]等钢构建筑的监测，深基坑监测[3]等；其中文献[1]以MSP430F449单片机为核心，设计了适用于振弦式传感器的信号调理电路和温度补偿电路，实现了桥梁工程中地参数自动化实时监测；文献[2]在实际的大坝监测工作中，使用了振弦式的渗压计、测缝计等传感器，通过实际工程监测结果，说明了振弦式传感器可以满足大多数工程的需要；文献[3]在振弦式传感器的基础上，结合了物联网技术，设计出一种可以对深基坑安全状况进行实时监测评估的智能化监测系统。

也有学者研究了基于振弦式传感器的边坡自动化监测系统[4-5]，文献[4]以振弦式传感器为基础，设计了由数据采集、服务端处理、Web展示三个模块组成的公路边坡安全监测系统；文献[5]同样以振弦式传感器为基础，设计了边坡自动化监测系统，特点是做了数据修正，并且针对敏感数据进行预警处理。

为了保证振弦式传感器的测量精度，文献[6-7]都采用了硬件设计和软件程序处理相结合的方法来解决了振弦式传感器现场测量中遇到的干扰问题；由于温度的变化对振弦式传感器的测量结果有较为明显的影响，文献[8]为了得到合理的振弦式应变传感器的温度修正算法，在某大桥高强度混凝土收缩徐变的试验研究中，分别做了自由状态下的和埋入圆柱体混凝土与钢管混凝土三种状态的实验，根据实验结果拟合了不同条件下振弦式应变传感器的温度补偿公式，得到了更好的温度补偿效果。

桥梁结构振动检测方案振动传感器的应用

桥梁结构振动检测方案振动传感器的应用桥梁是人类创造的重要基础设施之一，关乎城市交通、经济发展和人民生活。

然而，长期的使用和自然力的作用使得桥梁很容易受到振动的影响。

振动问题一旦被忽视或者处理不当，就有可能导致桥梁的倒塌和事故的发生。

因此，对桥梁结构的振动进行及时、准确地检测显得十分重要。

为了解决桥梁结构振动检测的问题，振动传感器应用广泛。

振动传感器是一种能够感测结构振动并将振动信号转换为电信号输出的装置。

下面，我们将探讨一些常见的桥梁结构振动检测方案以及振动传感器的应用。

1. 振动传感器的种类及原理在桥梁结构振动检测中，常用的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。

加速度传感器通过测量结构的加速度来判断结构的振动状态；速度传感器通过测量结构的速度来分析结构的振动特性；而位移传感器则通过测量结构的位移来描绘结构的振动图像。

2. 固定安装振动传感器固定安装振动传感器是常见的桥梁结构振动检测方案之一。

在桥梁建设完成后，工程师会在关键位置固定安装振动传感器。

这些振动传感器会不间断地感测桥梁的振动情况，并将振动信号实时传输到数据采集系统进行存储和分析。

通过固定安装振动传感器，工程师可以实时监测到桥梁结构的振动情况，发现可能的问题并及时采取措施进行修复。

这种方案能够全面覆盖桥梁的振动情况，为桥梁的安全运行提供有力支持。

3. 移动式振动传感器除了固定安装的振动传感器，移动式振动传感器也广泛应用于桥梁结构振动检测。

移动式振动传感器是一种可以在桥梁上移动并进行振动检测的装置。

工程师可以根据需要将振动传感器放置在不同的位置进行检测，以获取更加全面的振动数据。

移动式振动传感器通常由无线传输模块和数据采集单元组成。

工程师可以通过无线传输模块将振动数据实时传输到数据采集单元，并进行存储和分析。

这种方案具有便携性强、适用范围广、操作灵活等优点，能够更好地满足桥梁结构振动检测的需求。

4. 振动传感器在桥梁结构振动检测中的应用价值振动传感器在桥梁结构振动检测中具有重要的应用价值。

振弦式传感器在大坝安全监测系统中的应用及施工期监测分析

频率，就能通过标定关系解得传感器受到的外部
作用。
假设弦的初始应力为 σ0，受外部荷载后应力为
σ1，根据式（ 1），可以得到受到外荷载 P 的表达式为
P
= σ1
－
σ0
= 4l2ρ（
f
2 1
－
Байду номын сангаас
f
2 0
）
（ 2）
式中，4l2ρ 为常量。
振弦式传感器所受外荷载与受荷载前后振动频率
（ 1. 750 Test Ｒange，China Shipbuilding Industry Corporation，Kunming 650051，Yunnan，China； 2. Ｒeservoir Management Bureau of Yongping County，Dali 671000，Yunnan，China； 3. Dali Yuguang Engineering Supervision Consulting Co．，Ltd．，Dali 671000，Yunnan，China）
的平方差成正比例关系。现有振弦式传感器采集的是
频率模数，同时可以测出同步安装位置的温度值进行
修正，减少误差。一般计算公式如下
P = k（ F0 － F） + b（ T － T0）
（ 3）
式中，P 为外荷载相对于初始值的变化值； k 为传感
器的测量灵敏度（最小读数）； F0 为传感器频率模数基准值； F 为传感器频率模数实时测量值； b 为传感
1 大坝安全监测系统介绍
大坝安全监测系统由计算机（中心控制站）、测量单元和传感器（包括视频监控）组成。通过传感器对监测数据进行采集，通过测量单元将数据转换并传输到计算机中，再通过计算机对大坝安全状况进行分析，以最直观的方式呈现给大坝管理者，方便对大坝安全做出判断并及时排除危险。典型的大坝安全监测系统结构如图 1 所示。

桥梁动态监测前沿传感器应用

一、支座监测：测量仪器：表面应变计测量原理：振弦式传感器；仪器以点焊或者粘贴的方式安装到支座表面，仪器能根据支座的受力变化测量出支座相对应的应变量。

组网方式：此传感器输出为模拟信号，一个应变计需接一个弦式高智能采集模块，进行数据转换后直接接到系统总线进行无线远程传输。

仪器介绍：表面应变计YH—0200系列智能型表面应变计采集方式：远程无线自动化数据采集利用GPRS或CDMA等无线公用网络进行数据传输，完成对传感器数据的采集和监控。

传感器通过GPRS或CDMA接入INTERNET网，主机只要接入INTERNET 网就可进行数据采集和监控。

安装方法：1)表面应变计安装前检验：首先，仔细阅读表面应变计与测试仪说明书，了解表面应变计具体参数，熟悉测试仪使用操作；再将表面应变计与测试仪连接，按测试仪“开/关”键开机进行测量，检测表面应变计是否工作正常；检查传感器数量及导线长度是否正确。

以确定传感器在运输过程中是否损坏或丢失。

2）具体安装方式1、选择测量点。

2、把应变计、安装座安装好。

3、将安装座用螺栓（或胶水）固定在被测物体上，两端之高度应平衡。

4、将保护罩罩上。

5、通过读数仪读出表面应变计的编号，并与安装位置一起做记录。

6、待浇注水泥凝固后，两三天待稳定后，用读数仪或电脑对表面应变计进行调零。

以后测量出的偏差值就是相对调零时的沉降量了。

3）观测与数据记录、整理1 作好传感器的安装记录，存档。

其内容包括，该段面里程、表面应变计的具体位置、实验编号、传感器编号、安装日期、天气状况及安装人员。

2 制作好相应的标示牌，插在输电缆布线位置，以作标示。

在每次工序转换施工时要安排专人负责看管，以防表面应变计因施工或自然因素而破坏。

如果忽略这些安全注意事项，可能导致本产品受损，不能二、梁板跨中位置的砼应变监测测量仪器：表面应变计各测量原理，安装方式可参考支座测量。

三、预应力钢绞线、钢索的应力、应变监测测量仪器：1、锚索计（测量钢索的应力）2、表面应变计（测量钢索的应变）测量原理：1、振弦式传感器；仪器可直接套在钢索上，用锚固头卡住，可直接测量钢索的应力。

智能化监测系统在桥梁中的应用

智能化监测系统在桥梁中的应用在现代社会，桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，承担着连接各地、促进经济发展和保障人们出行安全的重要使命。

随着科技的不断进步，智能化监测系统在桥梁领域的应用日益广泛，为桥梁的安全运行和有效管理提供了强有力的支持。

桥梁在长期的使用过程中，会受到各种因素的影响，如车辆荷载、风荷载、地震作用、环境腐蚀等。

这些因素可能导致桥梁结构出现损伤、变形甚至破坏，从而影响桥梁的安全性和使用寿命。

传统的桥梁检测方法主要依靠人工定期巡检，这种方法不仅效率低下，而且难以发现一些隐蔽的病害。

而智能化监测系统的出现，则有效地弥补了传统检测方法的不足。

智能化监测系统通常由传感器、数据采集与传输设备、数据分析与处理软件等组成。

传感器是智能化监测系统的“感知器官”，能够实时采集桥梁的各种物理参数，如位移、应变、加速度、温度、湿度等。

常见的传感器包括应变计、位移传感器、加速度传感器、光纤传感器等。

这些传感器可以安装在桥梁的关键部位，如桥墩、桥台、主梁、拉索等，以获取准确的监测数据。

数据采集与传输设备负责将传感器采集到的数据进行汇总和传输。

在过去，数据传输主要依赖有线方式，但随着无线通信技术的发展，如蓝牙、Zigbee、WiFi 等，无线传输方式因其安装方便、灵活性高的特点，在智能化监测系统中得到了越来越广泛的应用。

采集到的数据通过网络传输到远程的数据中心，以便进行进一步的分析和处理。

数据分析与处理软件是智能化监测系统的“大脑”，它能够对采集到的数据进行实时分析和处理，提取有用的信息，并对桥梁的健康状况进行评估和预警。

通过建立数学模型和算法，软件可以对桥梁的结构性能进行评估，判断是否存在异常情况。

例如，如果监测到桥梁的位移或应变超过了设定的阈值，系统就会自动发出警报，提醒相关人员及时采取措施。

智能化监测系统在桥梁中的应用具有诸多优势。

首先，它能够实现实时监测，及时发现桥梁结构的变化和潜在的安全隐患。

与传统的定期巡检相比，实时监测能够大大提高检测的效率和准确性，避免了病害的进一步发展。

自动化技术在桥梁结构健康监测中的应用

自动化技术在桥梁结构健康监测中的应用在现代交通体系中，桥梁作为重要的基础设施，承担着保障人员和物资安全、高效运输的关键任务。

随着桥梁使用年限的增长、交通流量的增大以及环境因素的影响，桥梁结构的健康状况日益受到关注。

为了确保桥梁的安全运行，及时发现潜在的结构问题，自动化技术在桥梁结构健康监测领域得到了广泛的应用。

自动化技术在桥梁结构健康监测中的重要性不言而喻。

传统的人工检测方法不仅效率低下，而且难以覆盖桥梁的所有关键部位，容易出现漏检和误判。

相比之下，自动化监测技术能够实现对桥梁结构的实时、连续、全方位监测，大大提高了监测的准确性和可靠性。

在自动化监测技术中，传感器技术是核心之一。

各种各样的传感器被安装在桥梁的不同部位，如应变传感器用于测量桥梁结构的应变变化，位移传感器用于监测桥梁的位移情况，加速度传感器则能够捕捉桥梁的振动特性。

这些传感器能够将桥梁结构的物理参数转化为电信号，为后续的数据分析提供原始数据。

数据采集与传输系统也是自动化监测的重要组成部分。

通过先进的数据采集设备，能够将传感器获取的信号快速、准确地采集下来，并通过有线或无线的方式将数据传输到数据处理中心。

在数据传输过程中，为了确保数据的完整性和准确性，通常会采用加密、纠错等技术手段。

数据处理与分析是自动化监测的关键环节。

采集到的大量原始数据需要经过一系列的处理和分析，才能提取出有价值的信息。

常用的数据处理方法包括滤波、降噪、去趋势等，以去除干扰信号，突出结构的特征信息。

数据分析则通常采用统计学方法、模式识别技术、机器学习算法等，对处理后的数据进行深入挖掘，判断桥梁结构的健康状况。

例如，通过对比不同时期的数据，可以发现结构性能的变化趋势；通过建立结构的力学模型，结合实测数据进行模拟分析，可以评估结构的承载能力。

桥梁结构健康监测的自动化系统还具备预警功能。

当监测数据超过设定的阈值时，系统能够及时发出警报，提醒相关人员采取措施。

这有助于在桥梁结构出现严重问题之前进行预防性维护和修复，降低事故发生的风险。

桥梁安全监测系统的设计与应用

桥梁安全监测系统的设计与应用桥梁作为交通运输的重要枢纽，承载着巨大的交通流量和重量。

确保桥梁的安全性和可靠性对于保障人民生命财产安全、维持社会正常运转至关重要。

随着科技的不断进步，桥梁安全监测系统应运而生，为桥梁的安全评估和维护管理提供了有力的技术支持。

一、桥梁安全监测系统的概述桥梁安全监测系统是一种利用传感器技术、数据采集与传输技术、数据分析与处理技术等，对桥梁的结构状态、荷载情况、环境因素等进行实时监测和评估的系统。

其目的是及时发现桥梁可能存在的安全隐患，为桥梁的维护、管理和决策提供科学依据。

二、桥梁安全监测系统的组成部分（一）传感器系统传感器是桥梁安全监测系统的“感知器官”，用于采集桥梁的各种物理量。

常见的传感器包括应变传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、湿度传感器等。

这些传感器能够实时监测桥梁结构的应变、变形、振动、温度和湿度等参数的变化。

（二）数据采集与传输系统数据采集与传输系统负责将传感器采集到的数据进行收集、整理和传输。

数据采集设备通常具有高精度、高稳定性和抗干扰能力，能够在恶劣的环境条件下可靠工作。

数据传输方式可以采用有线传输（如光纤、电缆）或无线传输（如 GPRS、WiFi、蓝牙等），根据桥梁的实际情况和监测需求选择合适的传输方式。

（三）数据处理与分析系统数据处理与分析系统是桥梁安全监测系统的“大脑”，负责对采集到的数据进行处理、分析和评估。

通过运用各种数学模型和算法，如有限元分析、小波分析、模式识别等，对数据进行处理和分析，提取有用的信息，评估桥梁的结构状态和安全性能，并预测可能出现的故障和风险。

（四）监控与预警系统监控与预警系统用于实时显示监测数据和分析结果，当监测数据超过设定的阈值时，能够及时发出预警信号，提醒相关人员采取相应的措施。

预警方式可以包括声音报警、灯光报警、短信通知、邮件通知等。

三、桥梁安全监测系统的设计原则（一）可靠性原则系统应具有高度的可靠性，能够在长期的运行过程中稳定工作，确保数据的准确性和完整性。

基于振弦式传感器的桥梁无线测试系统及应用

第40卷　第12期2008年12月哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报JOURNAL OF HARB I N I N STI T UTE OF TECHNOLOGYVol 140No 112Dec .2008基于振弦式传感器的桥梁无线测试系统及应用李忠龙1,黄　侨1,沙学军2,郑宇翔2,徐玉滨2(1.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨,150090,E 2mail:lizhongl ong@hit .edu .cn;2.哈尔滨工业大学电子信息与技术研究院哈尔滨,150001)摘　要:针对传统的应变采集传输数据方法存在的问题,利用无线通信技术实现数据无线传输.融合振弦式传感器、电子计算机、无线通信、单片机、电路技术、数据库和软件技术,提出一种用于桥梁结构应变测试的网络化的无线测试系统,解决了数据的无线传输问题.对系统进行了通化西昌斜拉桥的现场试验测试.结果表明:所研发的无线测试系统具有良好的精度,具有传输可靠、操作简单、稳定性强、无需借助现有的通信网络和价格低廉等特点,适合在实际工程中应用推广.关键词:无线通信;桥梁检测;数据采集;振弦式传感器中图分类号:U448122;T N92文献标识码:A 文章编号:0367-6234(2008)12-1991-04W i reless m ea surem en t system and its appli ca ti on for br i dge ba sed on the resonan t w i re tran sducerL I Zhong 2l ong 1,HUANG Q iao 1,SHA Xue 2jun 2,ZHENG Yu 2xiang 2,XU Yu 2bin2(1.School of Trans portati on Science and Engineering,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150090,China,E 2mail:lizhongl ong@hit .edu .cn;2.Research Center of Communicati on Technol ogy,Harbin I nstituteof Technol ogy,Harbin 150001,China )Abstract:A i m ing at s ome p r oble m s existing in the strain collecti on and trans m issi on syste m ,the data wireless trans m issi on was realized with the wireless communicati on technol ogy .A wireless syste m based on the strain sens or app lied t o the bridge structural strain monit oring is p r oposed t o realize the data wireless communicati on according t o the p rinci p le of res onant wire transducer,computer,wireless trans m issi on,Single Chi p M icyoco,electr ocircuit,database and s oft w are .Tests of the wireless measure ment syste m were conducted t o Xichang Cable -stayed B ridges .The research shows that the p r oposed wireless syste m can not only realize the p recise monit oring,but als o has many advantages such as reliable trans m itting,si m p le operati on,high stability,l ow cost and without the hel p of p resent communicati on net w ork .It can be app lied compatibly t o the p racticalbridge engineering monit oring .Key words:wireless trans m issi on;bridge ins pecti on;data acquisiti on;res onant wire transducer收稿日期:2007-03-12.基金项目:哈尔滨工业大学跨学科交叉基金资助项目(H I T .MD2003.14);辽宁省交通厅科研资助项目(200516).作者简介:李忠龙(1976—),男,博士研究生;黄　侨(1958—),男,教授,博士生导师;徐玉滨(1954—),男,教授,博士生导师;沙学军(1966—),男,教授,博士生导师. 大型桥梁结构的设计使用寿命可长达上百年.在其使用过程中受多种不利因素的影响,桥梁结构不可避免地产生损伤积累、承载能力下降、抗力衰减、桥梁耐久性降低,最终可能导致灾难性事故的发生.为确保桥梁的安全运营,应对桥梁进行科学的监测和检测,为桥梁的维护、管理、决策提供科学、可信的依据.目前我国传统的应变测量方法是采用有线方式,其测量方法存在着很大的局限性.数据传输均采用有线电缆方式完成.在大跨度桥梁结构测试中,测点多、距离远、布线费用大,有时测点不易到达、且不允许永久性布线存在的情况下,开发一种新式测量系统非常必要.利用无线采集传输技术[1,2]能很好地解决上述问题.由于振弦式传感器仍是目前国内外普遍重视和广泛应用于工程中的一种非电量电测的传感器.其具有结构简单、坚固耐用、抗干扰能力强、数值稳定可靠、高精度、高分辨率和使用操作简单等特点.较电阻应变计更为方便、准确地进行数据采集、传输、处理和存储,实现高精度测试的优点.针对传统的应变测量方法存在的问题,结合振弦传感器的工作机理,提出了基于振弦式传感器网络化的桥梁无线测试系统,很好的弥补了传统测量应变的不足.1　无线测试系统总体设计基于振弦式传感器网络化的无线测试系统是由主站和若干从站组成[3].主站主要由控制中心子系统、数据传输子系统组成.从站主要由数据传输子系统、应变采集子系统和振弦式传感器组成.其整体组成结构如图1所示.图1　无线测试系统结构图2　无线系统关键模块的设计和实现211　控制中心子系统的设计本系统通过主控软件实现了采集收发控制与数据处理.包括软件设计和数据库系统设计.21111　软件设计桥梁无线应变测量系统控制中心子系统的设计根据桥梁应变测试的要求,使用Borland C ++Builder [4]应用软件和S QL Server 2000[5]关系数据库管理系统进行系统软件的开发,操作系统采用窗口化设计,操作简便.21112　数据库系统设计数据存储、查询和数据后处理等都离不开数据库系统,涉及到数据库的结构设计、应用程序与数据库间信息交互的实现方法以及后期数据管理功能等方面.1)进行数据库的结构设计.本系统包括数据库概念结构的设计和数据库逻辑结构的设计.采用实体-关系模型简称E 2R 模型进行概念数据库设计;将数据库概念结构转化为S QL Server 数据库系统所支持的实际结构模型是数据库逻辑结构的设计,以此获得对数据库完整性的控制权.2)完成应用程序与数据库间进行信息交互.本系统采用ADO 技术来连接数据库[6],完成数据库与应用程序之间的连接,实现了整个终端程序对数据存储[7]等操作控制.3)对数据进行管理.本系统数据管理功能包括数据查询、显示、报表生成和Word 文件的导出等内容,相应的功能通过Borland C ++Builder 中相应的控件实现.212　数据传输子系统的设计数据传输子系统通过无线信道设备实现主站和从站之间的无线传输,包括无线信道的设计和通信协议设计.21211　无线信道的设计无线信道设备与基带设备采用RS232串口连接,数据速率1912K,逻辑上起到一个转发器的作用.其核心部分是Nordic 的射频芯片nRF24E1,发射端输入串行数据,加入CRC 校验后使用GFSK 调制到214GHz,经放大后送入天线.接收端过程与之相反,天线接收到信号经放大、解调和纠错后输出串行数据,从而实现数据的透明传输.212.2　数据通信协议的设计有效可靠的通信协议设计是系统正常工作的基础和关键.对于专用系统,要考虑特殊要求,进行通信协议系统的设计.对桥梁应变无线测量系统通信协议的设计和描述,采用简化的OSI 模型,分为物理层、数据链路层和应用层三层结构.1)物理层基带部分.数据采集子系统和射频模块之间、控制中心和射频模块之间通信采用RS 2232串行通信规程.射频部分,利用FX429[8]调制解调芯片将信号进行FFSK 调制及解调.2)数据链路层.系统采用了较强的容错机制.本协议使用差错控制方法,而不使用常见的ARQ 机制.控制中心下发命令,当接收数据出错或者当发出命令后一段时间没有响应,则认为出错,重发命令.对于数据采集子系统,数据采集和发送命令是分开的,在主站的协调控制下,可以尽量避免各节点之间的射频干扰,保证单片机、激振、拾振电路和其他器件的正常工作.最大程度的减少了数据节点误动作的可能,保证了通信较高的可靠性与有效性.3)应用层.包括单个传感器的叫点采集和多・2991・哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报第40卷　个传感器的巡回测量.213　采集子系统的设计采集子系统是桥梁无线应变测试系统的重要组成部分,主要由激振电路、检测电路和单片机系统单元等组成,可接16个振弦式传感器.其基本结构如图2所示.其工作流程是在通信协议控制下,单片机系统根据采集命令,选通相应的振弦传感器,控制激振电路产生激振信号,使钢弦起振.传感器产生的感应电动势信号经检测电路放大、整形成方波信号,送入单片机计数器,并采取提高计数精度的技术措施,从而得到较为准确的钢弦振动频率.图2　数据采集子系统结构图3　系统分析与试验测试311　系统分析31111　无线测试系统的传输距离无线测试系统传输的距离的设计值要求主站和从站间是无线传输的范围在平原开阔地区≥315km ,经过在平原开阔地区现场试验,系统采用214GHz 频率、功耗在016～1w 之间实现无线通信,用NTS 型全站仪进行水平距离测试,当主站和副站链路通畅时,测量距离为11704km 时,有-31dB 的余量,利用奥村公式计算出无线传输的距离可以达到814～10km 之间,完全满足设计要求.31112　无线测试系统的信号传输工程实际检测中发现,电磁波在无线传输时因传感器布设方式,可能有两种情况出现:1)传感器布置在箱梁体外.无线系统处于无遮挡的环境中,电磁波可以实现无线传输.2)传感器布置在箱梁体内.传感器布置在箱梁体内,箱梁内有纵横交错的钢筋,对电磁波产生屏蔽效应,使得信号传输失败,采取措施解决电磁波在箱梁内部信号的屏蔽问题,使得在箱梁内部无线测试系统仍然适用,本系统采取三种措施解决箱梁内部信号被屏蔽问题,而且在现场进行试验,验证了三种方法的可行性、可靠性和适用性.①可将数据采集子系统端的天线通过泄水孔布置在箱梁外面;②将数据采集子系统端的天线布置在箱梁内部,且应布置在结构空心位置;③将数据采集子系统端的天线布置在箱梁内部,然后将中央数据处理模块端的天线布置在大桥养护管理用的通人孔处,用中继站进行中继实现数据无线通信.312　实桥检测试验为验证无线检测系统的正确性和实用性,利用通化西昌斜拉桥的成桥检测的机会,将研制得到的无线测试系统与已应用多年的丹东产PZ X -1型的振弦读数仪器系统进行了现场测试数据的对比分析.试验证明了该无线测试系统在数据传输方面的可靠性.通化西昌斜拉桥位于通化市西南部,主桥为单塔单索面预应力混凝土斜拉桥,塔、墩、梁固接体系,全桥纵向采用非对称结构,主桥长度为300m ,主桥跨径布置为130+170m.终点岸跨距主塔92185m 处设置辅助墩.桥梁全宽2815m ,桥梁设计荷载为汽超-20,挂-120.主梁采用单箱五室断面,主梁跨中半立面如图3所示.图3　主跨跨中断面半立面图31211　试验工况和传感器的布置西昌斜拉桥主梁为预应力混凝土结构,属于弯压构件.为验证无线测试系统的准确性,选择主梁最大活载正弯矩的工况1作为试验对象,此工况的测试截面位置在距主塔126m 处,如图4所示,共布置8个振弦传感器的测点,测点具体位置如图4所示,并以丹东产PZX -1型的振弦读数仪进行同步对比测试验证.图4　西昌斜拉桥的主体结构图31212　测试结果的对比分析在同一种加载工况下,重复加卸载两次,测得的频率数据如表1所示,利用频率和应变的关系式[9]转换得到的应变数据.从表1看出,无线系统和已有振弦读数仪测试的结果吻合良好,最大偏差为015Hz,满足国家计量部门对弦式读数仪允许有1Hz 误差规定・3991・第12期李忠龙,等:基于振弦式传感器的桥梁无线测试系统及应用的要求,同时可以得出所研发的无线系统的分辨率为015Hz,优于已有弦式读数仪为1Hz的分辨率.通过对测试数据的对比验证,结果表明:所研发的无线系统稳定,精度高,能够满足实际工程测试要求. 表1　工况1荷载试验频率测试数据对比表 Hz 对比项目测点布置12345678初值192817991843151813178017331804186415无线系统测试频率结果加载19201800185715183715176715173515181715190015卸载1929151800151846181717821735180615187115初值19281799184318131781173418041864已有仪器测试频率结果加载19201800185818381767173518171900卸载192918001846181717821735180718714　结　论1)基于振弦式传感器网络化的桥梁无线应变测量系统数据传输模块及相应通信协议的设计实现了数据有效可靠的传输.该系统已成功地应用于实际大型桥梁结构应变测量,无线传输距离和应变测试精度均可满足桥梁工程检测的需要.2)研发的无线测试系统具有高精度、网络化、高可靠性、使用方便等特点.该项研究工作为大型桥梁工程检测的无线化测量进行了有益的探索.3)无线测试系统能够克服以有线方式进行数据传输的不足,明显地提高大型桥梁检测和健康监测的工作效率,其应用前景广泛,尤其对于主跨千米级的特大型桥梁或跨海桥梁的检测将具有更重要的实际工程应用价值.参考文献:[1]　ROBERT X G,PH I L I PP H.Design of a C DMA2basedwireless data trans m itter for e mbedded sensing[C]//I EEE Transacti ons on I nstru mentati on and Measure2ment.[s.l.]:2002,51(6):1259-1265.[2]　D I N G L ibo,ZHANG He,L I Haojie,et a l.Design andi m p lementati on of a s mall2size wireless data acquisiti onsyste m[C]//19th I EEE I nstru mentati on and Measure2ment Technol ogy Conferenc,Anchorage,A laska,US A:2002,507-510.[3]　黄　侨,李忠龙,沙学军,等.基于现有传感器的桥梁无线检测系统[P].中国专利:200510009658.X,2005.[4]　范逸之.C++Builder与RS2232串行通信控制[M].北京:清华大学出版社,2002.[5]　唐学忠,费贤举,腾刚,等.S QL Server2000数据库教程[M].北京:电子工业出版社,2005.[6]　李寿兵,张佑生.ADO数据存取技术[J].微型电脑应用.2006,16(6):48-52.[7]　王　平.对C++Builder中动态化连接数据库的探讨[J].青海统计.2005,8:32-33.[8]　C ML.I ntegrated Circuits Data Book[M].Editi on3,1994.[9]　崔玉亮,邓铁六,于　凤.谐振式传感器理论及测试技术[M].北京:煤炭工业出版社,1997.(编辑　张　红)・4991・哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报第40卷　。

桥梁结构安全监测技术与应用

桥梁结构安全监测技术与应用桥梁作为重要的交通设施，其安全性一直是人们关注的焦点。

为了保证桥梁的稳定和安全性，需要进行定期的监测和评估。

随着科技的不断发展，桥梁结构安全监测技术也在不断创新和进步，为桥梁的运行管理提供了更加准确和可靠的手段。

桥梁结构安全监测技术主要包括传感器监测技术、无损检测技术、监测数据处理和分析技术等方面。

传感器监测技术是指将传感器安装在桥梁的关键部位，通过监测结构的变形、振动、温度等参数来评估桥梁的安全状况。

常用的传感器有应变计、位移计、加速度计、温度计等。

这些传感器可以实时监测桥梁的状态，当发生异常时可以及时发出警报，保证桥梁及时维修和加固。

无损检测技术是指通过利用超声、磁粉、红外等检测手段，对桥梁的材料和结构进行无损检测，提前发现桥梁隐患，避免事故发生。

监测数据处理和分析技术是指对监测数据进行采集、存储、处理和分析，提取有用信息，并进行评估和预测。

采集技术主要包括数据采集装置和通信装置，用于将传感器采集到的数据传输到数据处理中心；数据存储和处理技术主要包括数据库和数据分析软件，用于管理和分析监测数据；数据分析技术主要包括数据挖掘、模型建立、预测分析等方法，用于评估桥梁的安全状况，并预测未来的发展趋势。

桥梁结构安全监测技术的应用主要体现在三个方面。

通过监测技术可以对桥梁的安全状况进行实时监测，及时发现异常情况，预防事故的发生。

监测技术还可以对桥梁进行定期的评估和检测，评估桥梁的结构健康程度，为维修和加固提供科学依据。

监测技术还可以对已有的桥梁进行长期的监测和分析，为设计和建造新桥梁提供借鉴和经验。

桥梁结构安全监测技术在保障桥梁运行安全方面发挥着重要的作用。

随着技术的不断进步，监测技术将更加智能化和精准化，为桥梁的安全管理提供更好的支持。

加强对桥梁安全监测技术的研究和应用，将对桥梁行业的发展和城市交通的安全发挥积极的促进作用。

振弦式传感器及自动化网络测量系统在桥梁安全监测系统中的应用

基于振弦式传感器的桥梁检测系统设计

桥梁监测方案

桥梁设计中的智能监测系统应用

桥梁结构安全监测技术与应用

浅谈振弦式传感器在大坝安全监测中的优势与应用

桥梁振动检测方案振动传感器的应用

桥梁安全自动化监测解决方案

智慧城市桥梁安全监测方案

桥梁安全监测系统的创新与应用

压力传感器在现代桥梁中的应用分析 陈永超

桥梁振动监测系统

振弦式传感器在边坡自动化监测中的应用

桥梁结构振动检测方案振动传感器的应用

振弦式传感器在大坝安全监测系统中的应用及施工期监测分析

桥梁动态监测前沿传感器应用

智能化监测系统在桥梁中的应用

自动化技术在桥梁结构健康监测中的应用

桥梁安全监测系统的设计与应用

基于振弦式传感器的桥梁无线测试系统及应用

桥梁结构安全监测技术与应用

压力传感器在现代桥梁中的应用分析陈永超