[發明專利]對于比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或者移動剛性結構進行實時監測的系統和方法

無效

• 申請號: 200880129334.1
• 申請日: 2008-04-01
• 公開（公告）號: CN102037341A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 路易斯·米格爾·馬丁·卡夫拉爾
• 申請（專利權）人: 結構數據有限公司
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

1.用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其中剛性結構受到扭曲力和扭轉力，其中所述系統特征在于包括下面的元件：

多個優選地懸掛的傾角儀(2)，所述傾角儀分布在整個結構中，其中所述分布優選地是均一的；

至少一個優選地雙軸的陀螺儀(3)，所述陀螺儀另外作用為傾角儀或者獨立于其余的傾角儀，并且位于所述結構中的某個位置處，優選地位于所述結構的中心處；

多個加速度計(4)，所述加速度計優選地收納在整個結構中；

能夠傳輸來自所述傾角儀(2)、陀螺儀(3)和加速度計(4)的讀數的部件；

至少一個信息的處理器(5)，所述處理器(5)特性在于連續時間測量。

2.根據權利要求1所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，所述傾角儀(2)確定由于所述結構中的扭曲形成的干擾而造成的、所述傾角儀(2)的臂相對于在待測量的所述結構上的初始位置的傾角。

3.根據權利要求1所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，不管什么時間在待監測的所述結構中發生干擾，陀螺儀(3)允許測量所述結構相對于水平線的扭曲角。

4.根據權利要求1所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，90度角與由所述傾角儀(2)和所述陀螺儀(3)確定的所述扭曲角的和之間的差值確定了所述傾角儀的臂相對于垂直方向的角度。

5.根據權利要求1所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，所述加速度計(4)由于干擾而相對于它們的無干擾的初始位置在彼此之間相對移動。

6.根據權利要求1所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，所述陀螺儀(3)測量所述結構由于干擾形成的扭轉運動造成的、相對于橫向水平線的橫向傾角(W)。

7.根據權利要求1所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，所述傾角儀(2)測量由于干擾導致的扭轉運動而造成的、相對于所述傾角儀的無干擾位置的橫向傾角(Q)。

8.根據先前權利要求所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，包括測量扭曲干擾的如下步驟：

將全部儀器設置成相同水平的一致性和皮重；

設定所述傾角儀(2)的讀數、所述陀螺儀(3)的讀數、所述加速度計(4)的讀數；

通過適當的部件將信息傳輸至所述處理器(5)；

所述處理器(5)在初始的時間段內接收所述信息；

當所述結構(1)受到干擾時，所述傾角儀(2)顯示所述臂相對于基準測量結果的所述傾角(A)的讀數，并且所述信息被傳輸到處理器(5)；

同時，所述陀螺儀(3)顯示相對于所述水平線的角度(D)的讀數，所述讀數被傳輸到處理器(5)；

另外同時，所述加速度計(4)測量它們相對于它們的初始位置的位移，所述讀數被傳輸到處理器(5)；

所述處理器(5)通過將所測量的角度(A)和角度(D)相加確定總的扭曲角；

所述處理器(5)確定所述傾角儀(2)的臂所到達的高度(h₂)，并且將確定所述傾角儀(2)的臂的初始高度與最終高度之間的差值(Δh)；

所述處理器(5)另外將確定對于計算非常重要的參數：疲勞、阻力、負載效應、彈性、彈性勢能、速度、動能、機械能、力矢量方向、扭曲等；

所述處理器(5)將繪出由于扭曲效應形成的這些參數隨時間的變化曲線；

所述處理器(5)將繪出特定時間內由整個所述結構上的扭曲形成的扭曲的曲線。

9.根據權利要求6或7所述的用于實時監測比如建筑結構、飛行器、船舶等固定或移動剛性結構的系統和方法，其特征在于，包括測量扭曲干擾的如下步驟：

確定所述陀螺儀(3)和所述傾角儀(2)的讀數作為基準點；

所述處理器(5)在初始的時間段內接收來自所述陀螺儀(3)和所述傾角儀(2)的信息；

所述陀螺儀(3)在所述扭轉干擾之后測量相對于沿所述結構(1)的橫向方向的虛擬水平線的橫向傾角(W)；

所述信息被傳輸到處理器(5)；

同時，所述傾角儀(2)測量有干擾時的、相對于無干擾時的初始位置的橫向傾角(Q)，并且信號被傳輸到所述處理器(5)；

所述處理器(5)將來自所述陀螺儀(3)和所述傾角儀(2)的角度(W)與角度(Q)相加；

所述處理器(5)借助于適當的軟件進行計算操作，由此確定疲勞、阻力、負載效應、彈性、彈性勢能、速度、動能、機械能、力矢量方向、扭曲等；

所述處理器(5)將用這些結果根據各扭曲參數的時間相對于時間來繪制比較曲線；

所述處理器(5)繪制特定時間內的、由于整個所述結構的扭轉形成的扭曲的曲線。