[發明專利]火災時建筑結構倒塌聲發射監控系統及其監測方法

無效

• 申請號: 200810064762.2
• 申請日: 2008-06-18
• 公開（公告）號: CN101299034A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 董毓利;朱崇績;房圓圓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34;G01H17/00
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉婭

1.一種火災時建筑結構倒塌聲發射監控系統，其特征在于它主要由波導桿、傳感器、聲發射信號放大過濾系統、聲發射信號采集系統及信號分析判斷系統依次電信號連接組成，聲發射信號放大過濾系統由前置放大器、聲發射信號過濾器和主放大器組成；分析判斷系統主要由監控軟件及顯示設備組成。

2.一種使用權利要求1所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監控系統的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于，方法如下：

(1)設置監測點的位置，通過對盡量少的特征點的監測達到對結構整體監測的目的；

(2)采集火災時的聲發射信號，并對聲發射信號進行去噪音及過濾處理；對門檻、增益、板卡參數進行設置；

(3)利用火災時建筑結構倒塌聲發射監測軟件對采集到的聲發射參數進行分析，作出相應判斷，能夠了解建筑結構的工作狀態是否安全，即時為消防人員提供有用信息。

3.根據權利要求2所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于：

(1)在建筑物梁、板、柱的最大彎矩處以及應力集中處，即固支端、鋼結構連接部分，布置聲發射傳感器；依據波的傳播衰減確定傳感器間距，依據所選傳感器間距和構件大小確定結構構件測點數量；在時差定位中，最大傳感器間距所對應的傳播衰減，不宜大于預定最小檢測信號幅度與檢測門檻值之差，在區域定位中，傳感器陣列采用三角平面；

(2)波導桿與探頭的連接，選取合適的鋼螺桿，將鋼螺桿預埋在測點位置，螺冒頂部要用砂紙打磨干凈平整，與探頭緊密的接觸在一起，采用真空硅脂作為耦合劑；

(3)聲發射檢測系統的靈敏度決定于傳感器的靈敏度、傳感器間距和檢測門檻設置，檢測門檻為35～55dB的中靈敏度下進行，聲發射檢測系統設置增益和板卡參數，中心頻率既大于10倍而又要小于30倍的采樣頻率；

(4)本發明的建筑結構火災時聲發射監控軟件中，設置有聲發射源的定位模塊，通過時差定位法和區域定位法分析突發信號和連續信號確定聲發射源的位置；當各種結構的構件在火災下達到安全極限時會做出預警報告；設定了累積計數參數與結構內部累積變化所導致的結構外部變化的關系；設定了聲發射變化率參數與結構裂縫發展速度的關系；設置了各種結構在倒塌時的聲發射信號的特征及判據。

4.根據權利要求3所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于：所述的檢測門檻值為40dB。

5.根據權利要求3所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于：所述的采樣頻率采用中心頻率20倍。

6.根據權利要求3所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于：所述的板卡參數的設置為采樣頻率625KHZ，采樣長度2048點數，參數間隔和鎖閉時間均為2000μs。

7.根據權利要求3所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于：所述的時差定位法為經對各個聲發射通道信號到達時間差、波速、探頭間距參數的測量及復雜的算法運算，確定波源的位置。

8.根據權利要求3所述的火災時建筑結構倒塌聲發射監測方法，其特征在于：所述的累積計數參數包括聲發射事件總數、振鈴總計數、總能量、幅度總計數，聲發射變化率參數包括事件計數率、振鈴計數率、能量釋放率。