[發明專利]基于有限元分析的傳感數據監測方法及裝置

有效

• 申請號: 201210153570.5
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102692902B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 曹春耕;吳向平;杜新民
• 申請（專利權）人: 上海森首光電科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L29/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種基于有限元分析的傳感數據監測方法，該方法用于對實體工程結構進行實時監測，其特征在于，包括以下步驟：

1)解調儀采集由傳感器生成的實體工程結構的傳感數據，由傳感器生成的實體工程結構的傳感數據包括實體工程結構的荷載、約束條件、邊界條件、內部應力、構件關聯、整體形變和局部形變；

2)解調儀向上位機發送步驟1)采集到的傳感數據，所述的傳感數據的類型為實時數據、延時數據、靜態數據或近似數據；

3)上位機將接收到的傳感數據發送至安裝有有限元分析組件的數據分析中心；

4)數據分析中心接收到傳感數據，并存儲于數據分析中心的數據庫中；

5)用戶端向數據分析中心發送查詢請求；

6)數據分析中心從數據庫讀取對應的傳感數據，并調用有限元分析組件進行有限元分析，得到有限元分析的結果，所述的有限元分析組件包括實體工程結構有限元模型，該實體工程結構有限元模型為柔性有限元模型，根據實體工程結構進行構建，并通過傳感數據進行模型修正、仿真和分析，步驟6)中的有限元分析具體包括以下步驟：

A)根據實體工程結構構造有限元分析模型并進行網格劃分；

B)根據對應的實體工程結構有限元模型的參數和傳感器采集到的傳感數據在構造完成的有限元分析模型上進行仿真；

C)根據步驟B)仿真得到的有限元分析模型的數據和傳感器采集到的傳感器數據對進行對比；

D)根據對比的差異對實體工程結構有限元模型的參數進行修正，并更新模型；

E)將更新后的實體工程結構有限元模型重復步驟B)～步驟D)的過程，直至仿真得到的有限元分析模型的數據和傳感器采集到的傳感器數據之間的差異小于閾值；

7)數據分析中心將有限元分析的結果發送至用戶端進行顯示，發送至用戶端的有限元分析的結果通過圖表或曲線的方式進行顯示；

對于實體工程結構沒有布設傳感器位置，通過有限元分析組件仿真出這些位置的傳感數據，并且通過這些位置附近的傳感數據進行模型分析，獲知這些位置當前的分析結果，仿真出來的傳感數據包括應變、撓度、位移、加速度、震動頻率、震動幅度、溫度、傾斜角度、應力、水壓力、土壓力、氣體壓力、聲音、速度、輻射、濕度、氣體中顆粒分布和液體中顆粒分布數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的傳感數據監測方法，其特征在于，步驟3)中的上位機直接將傳感數據發送至數據分析中心或者將傳感數據進行篩選、封裝后發送至數據分析中心。

3.一種用于實施如權利要求1所述方法的基于有限元分析的傳感數據監測裝置，其特征在于，包括傳感器(1)、解調儀(2)、上位機(3)、用戶端(4)以及安裝有有限元分析組件的數據分析中心(5)，所述的傳感器(1)設有多個，設置在需要監測的實體工程結構上，并且連接解調儀(2)，所述的解調儀(2)連接上位機(3)，上位機(3)連接數據分析中心(5)，所述的用戶端(4)設有多個，均與數據分析中心(5)連接。

4.根據權利要求3所述的基于有限元分析的傳感數據監測裝置，其特征在于，所述的上位機(3)通過高速光纖、電纜或無線GPRS中的一種或多種方式連接數據分析中心(5)。

5.根據權利要求3所述的基于有限元分析的傳感數據監測裝置，其特征在于，所述的數據分析中心(5)和用戶端(4)之間采用B/S構架或C/S構架。