[發明專利]一種混凝土結構開裂監控系統及其開裂監控方法

在審

• 申請號: 201710151193.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106706758A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 劉可心;溫欣嵐;李進輝;李順凱;徐文冰;吳柯;周紹豪
• 申請（專利權）人: 中交武漢港灣工程設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 王蕓,劉童笛

1.一種混凝土結構開裂監控系統，其特征在于，包括數據采集器、數據處理裝置以及埋設在混凝土結構內部的傳感器組；其中，

所述傳感器組由至少四個傳感器構成，每個傳感器分別設置在混凝土結構內部的不同位置，用于檢測所述混凝土結構中的振動信號；

所述數據采集器，用于將各個傳感器所檢測到的振動信號傳輸至所述數據處理裝置；

所述數據處理裝置，用于判斷傳感器檢測到的振動信號是否為混凝土結構開裂的特征信號，以及當所述振動信號為所述特征信號時，分別記錄各個傳感器檢測到所述特征信號的時間信息，并根據各個傳感器在混凝土結構中的位置信息和傳感器之間檢測到所述特征信號的時間差，計算出混凝土結構發生開裂的位置。

2.如權利要求1所述的混凝土結構開裂監控系統，其特征在于，所述數據采集器具有至少四個信號采集端口，所述傳感器組中的各個傳感器分別與一個信號采集端口連接；并且，所述數據處理裝置將各個傳感器的所述位置信息與其對應連接的所述信號采集端口相關聯。

3.如權利要求1或2所述的混凝土結構開裂監控系統，其特征在于，所述傳感器組由四個傳感器構成，并且以傳感器在混凝土結構中的位置為頂點，所述傳感器組的空間結構呈三角錐體。

4.如權利要求3所述的混凝土結構開裂監控系統，其特征在于，所述傳感器組設置在固定支架上，其中，所述固定支架由三根支條構成，并且三根支條具有一個公共點，支條間兩兩垂直；所述傳感器組的四個傳感器，其中一個設置在公共點，其余三個分別設置在不同的支條上。

5.如權利要求1所述的混凝土結構開裂監控系統，其特征在于，所述數據處理裝置包括信號處理單元、時間記錄單元、運算單元和存儲單元；其中，

所述信號處理單元，用于對接收到的振動信號進行處理，轉化為振幅數據和頻率數據；

所述時間記錄單元，用于在所述振動信號為所述特征信號時，分別記錄各個傳感器檢測到所述特征信號的時間信息；

所述存儲單元，用于緩存所述振幅數據和所述頻率數據，以及保存各個傳感器的位置信息和檢測到所述特征信號的時間信息；

所述運算單元，用于根據所述振幅數據和所述頻率數據，判斷所述振動信號是否為混凝土結構開裂的特征信號，以及根據各個傳感器的位置信息和傳感器之間檢測到所述特征信號的時間差，計算出混凝土結構發生開裂的位置。

6.一種利用如權利要求1～5之一所述的混凝土結構開裂監控系統的開裂監控方法，其特征在于，包括，

步驟1：在澆筑混凝土結構時，將由至少四個傳感器構成的傳感器組埋設在混凝土結構內部，并且每個傳感器分別位于混凝土結構內部的不同位置，檢測所述混凝土結構中的振動信號；

步驟2：采集各個傳感器所檢測到的振動信號，并判斷傳感器檢測到的振動信號是否為混凝土結構開裂的特征信號，若所述振動信號為所述特征信號，分別記錄下各個傳感器檢測到所述特征信號的時間信息，并根據各個傳感器所在混凝土結構中的位置信息和傳感器之間檢測到所述特征信號的時間差，計算出混凝土結構發生開裂的位置。

7.如權利要求6所述的開裂監控方法，其特征在于，將所述傳感器組中的各個傳感器在混凝土結構中所述位置信息與其檢測到的振動信號相關聯。

8.如權利要求6或7所述的混凝土結構開裂監控方法，其特征在于，采用四個傳感器構成所述傳感器組，并使所述傳感器組的空間結構呈三角錐體，其中，所述傳感器在混凝土結構中的位置為所述三角錐體的頂點。

9.如權利要求8所述的開裂監控方法，其特征在于，將所述傳感器組中的一個傳感器定義為原點傳感器，其余的三個傳感器分別與所述原點傳感器的連線兩兩垂直。

10.如權利要求6所述的開裂監控方法，其特征在于，采集到振動信號后，先對振動信號進行處理，將其轉化為相應的振幅數據和頻率數據，再根據所述振幅數據和所述頻率數據，判斷所述振動信號是否為混凝土結構開裂的特征信號，若所述振動信號為混凝土結構開裂的特征信號，則根據各個傳感器的位置信息和傳感器之間檢測到所述特征信號的時間差，計算出混凝土結構發生開裂的位置。