[發(fā)明專利]一種橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010092453.7
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111158297B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 褚興民;孔令智;褚興坤;劉展威;宋祥蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 山東博遠(yuǎn)重工有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 仝東鳳

1.一種橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：荷載傳感器、屈曲檢測器、傳輸線路、AD轉(zhuǎn)換器、控制器；所述荷載傳感器和屈曲檢測器用于設(shè)置在所述橋梁模板上，所述屈曲檢測器用以采樣所述橋梁模板的彎曲狀態(tài)，所述荷載傳感器用于采樣所述橋梁模板的荷載量，所述荷載量包括固定荷載量和瞬時荷載量；并將所述彎曲狀態(tài)和所述荷載量通過所述AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳輸?shù)剿隹刂破鳎隹刂破鲗λ鰯?shù)字信號進(jìn)行分析處理，得出橋梁模板的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將根據(jù)所述實時狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定分析；所述AD轉(zhuǎn)換器包括第一AD轉(zhuǎn)換器和第二AD轉(zhuǎn)換器，所述第一AD轉(zhuǎn)換器用于將所述荷載傳感器采樣的所述橋梁模板的荷載量進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，所述第二AD轉(zhuǎn)換器用于將所述屈曲檢測器檢測的橋梁模板的彎曲狀態(tài)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換；所述控制器包括荷載量識別模塊、荷載量判斷模塊、彎曲狀態(tài)判斷模塊、處理模塊，所述荷載量判斷模塊接收所述第一AD轉(zhuǎn)換器的荷載量后，與橋梁模板的荷載量閾值進(jìn)行比較，如果大于第一預(yù)警荷載量閾值，且小于第二預(yù)警荷載量閾值，所述第二預(yù)警荷載量閾值大于所述第一預(yù)警荷載量閾值，則啟動所述荷載量識別模塊，識別所述固定荷載量和瞬時荷載量，判斷剔除瞬時荷載量后的固定荷載量的荷載量增長速度，如果荷載量的增長速度保持勻速減小，則所述處理模塊調(diào)整所述第一AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率，將所述轉(zhuǎn)換頻率調(diào)整為更大，以提高AD轉(zhuǎn)換的精度，所述處理模塊根據(jù)所述荷載量的增長速度保持勻速減小的減小程度，預(yù)判計算最終的荷載量，將預(yù)判的最終的荷載量與所述第二預(yù)警荷載量閾值比較，判斷是否大于所述第二預(yù)警荷載量閾值，如果大于，則所述處理模塊發(fā)出預(yù)判預(yù)警信號，如果不大于，則保持當(dāng)前操作；

所述荷載量判斷模塊接收所述第一AD轉(zhuǎn)換器的荷載量后，與橋梁模板的荷載量閾值進(jìn)行比較，如果小于第一預(yù)警荷載量閾值，則不進(jìn)行彎曲狀態(tài)判斷，也不進(jìn)行荷載量識別，即不啟動荷載量識別模塊和所述彎曲狀態(tài)判斷模塊。

2.如權(quán)利要求1所述的橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，其特征在于，所述荷載量判斷模塊接收所述第一AD轉(zhuǎn)換器的荷載量后，與橋梁模板的荷載量閾值進(jìn)行比較，如果大于第二預(yù)警荷載量閾值，則處理模塊發(fā)送控制命令，通過所述第二AD轉(zhuǎn)換器接收橋梁模板的彎曲狀態(tài)數(shù)據(jù)，判斷所述彎曲狀態(tài)數(shù)據(jù)是否超過彎曲預(yù)警值，如果未超過，則將該荷載量輸送到所述荷載量識別模塊，識別所述荷載量中的瞬時荷載量，并將瞬時荷載量剔除后重新與所述第二預(yù)警荷載量閾值比較，如果仍然大于所述第二預(yù)警荷載量，則判斷荷載量超過橋梁模板的承載值，則處理模塊發(fā)出警報命令；如果所述彎曲狀態(tài)數(shù)據(jù)超過彎曲預(yù)警值，則處理模塊發(fā)出警報命令。

3.如權(quán)利要求2所述的橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一AD轉(zhuǎn)換器和所述第二AD轉(zhuǎn)換器均為雙通道AD可調(diào)轉(zhuǎn)換器，能夠根據(jù)處理模塊的控制命令改變轉(zhuǎn)換效率和精度。

4.如權(quán)利要求3所述的橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，其特征在于，所述荷載傳感器優(yōu)選為壓力傳感器，所述屈曲檢測器優(yōu)選為圖線傳感器。

5.如權(quán)利要求4所述的橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，其特征在于，所述瞬時荷載量包括風(fēng)荷載。

6.如權(quán)利要求5所述的橋梁模板數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一AD轉(zhuǎn)換器和所述第二AD轉(zhuǎn)換器均包括：上通道和下通道，所述上通道包括：開關(guān)管1M1-1M14，電阻1R1，可調(diào)電阻1R2，乘法器1U1，與非門1U2，緩沖器1U3，或門U4，非門1U5；所述下通道包括：開關(guān)管2M1-2M14，可調(diào)電阻2R1，電阻1R2，乘法器2U1，與非門2U2，緩沖器2U3，非門2U5；

所述上通道的連接關(guān)系為：所述電阻1R1一端連接電源VCC，另一端連接可調(diào)電阻1R2的一端，可調(diào)電阻1R2的另一端接地，所述可調(diào)電阻1R2接收控制器的調(diào)節(jié)控制，開關(guān)管1M1的一非可控端分別接電阻1R2的另一端和開關(guān)管1M2的一非可控端，開關(guān)管1M1的另一非可控端連接開關(guān)管1M2的另一非可控端，開關(guān)管1M1的可控端分別連接開關(guān)管1M9、開關(guān)管1M11、開關(guān)管1M3的可控端和非門1U5的輸出端，開關(guān)管1M3的一非可控端分別連接開關(guān)1M4的一非可控端和采樣輸入端，開關(guān)管1M3的另一非可控端分別連接開關(guān)管1M4的另一非可控端和開關(guān)管1M6的可控端，開關(guān)管1M4的可控端連接外部CLK以及開關(guān)管1M10的可控端，開關(guān)管1M10的一非可控端接地，另一非可控端分別連接開關(guān)管1M6、開關(guān)管1M8的一非可控端，開關(guān)管1M6的另一非可控端連接開關(guān)管1M5的一非可控端，開關(guān)管1M5的另一非可控端連接開關(guān)管1M9的一非可控端，開關(guān)管1M9的另一非可控端連接電源VDD，開關(guān)管1M5和開關(guān)管1M6的可控端相互連接，開關(guān)管1M8的另一非可控端連接開關(guān)管1M7的一非可控端，開關(guān)管1M7的另一非可控端連接開關(guān)管的一非可控端；開關(guān)管1M7和開關(guān)管1M8的可控端相互連接，并連接開關(guān)管1M12和開關(guān)管1M13的可控端，開關(guān)管1M5和開關(guān)管1M6的可控端連接開關(guān)管1M8的另一非可控端；開關(guān)管1M11的一可控端連接電源VDD，開關(guān)管1M11的另一非可控端連接開關(guān)管1M12的一非可控端，開關(guān)管1M12的另一非可控端分別連接乘法器1U1的輸入端和開關(guān)管1M13、開關(guān)管1M14的一非可控端、與非門1U2的一輸入端，開關(guān)管1M13、開關(guān)管1M14的另一非可控端接地；乘法器1U1的輸出端分別連接與非門1U2的另一輸入端和采樣輸入的反饋端，與非門1U2的輸出端連接緩沖器1U3的輸入端，緩沖器1U3的輸出端連接或門U4的一輸入端，或門U4輸出端連接控制器；非門1U5的輸入端連接外部CLK；

所述下通道的連接關(guān)系為：所述可調(diào)電阻2R1一端連接電源VCC，另一端連接電阻2R2的一端，電阻2R2的另一端接地，所述可調(diào)電阻2R1接收控制器的調(diào)節(jié)控制，開關(guān)管2M1的一非可控端分別接可調(diào)電阻2R2的另一端和開關(guān)管2M2的一非可控端，開關(guān)管2M1的另一非可控端連接開關(guān)管2M2的另一非可控端，開關(guān)管2M1的可控端分別連接開關(guān)管2M9、開關(guān)管2M11、開關(guān)管2M3的可控端和非門2U5的輸出端，開關(guān)管2M3的一非可控端分別連接開關(guān)2M4的一非可控端和采樣輸入端，開關(guān)管2M3的另一非可控端分別連接開關(guān)管2M4的另一非可控端和開關(guān)管2M6的可控端，開關(guān)管2M4的可控端連接外部CLK以及開關(guān)管2M10的可控端，開關(guān)管2M10的一非可控端接地，另一非可控端分別連接開關(guān)管2M6、開關(guān)管2M8的一非可控端，開關(guān)管2M6的另一非可控端連接開關(guān)管2M5的一非可控端，開關(guān)管2M5的另一非可控端連接開關(guān)管2M9的一非可控端，開關(guān)管21M9的另一非可控端連接電源VDD，開關(guān)管2M5和開關(guān)管2M6的可控端相互連接，開關(guān)管2M8的另一非可控端連接開關(guān)管2M7的一非可控端，開關(guān)管2M7的另一非可控端連接開關(guān)管的一非可控端；開關(guān)管2M7和開關(guān)管2M8的可控端相互連接，并連接開關(guān)管2M12和開關(guān)管2M13的可控端，開關(guān)管2M5和開關(guān)管2M6的可控端連接開關(guān)管2M8的另一非可控端；開關(guān)管2M11的一可控端連接電源VDD，開關(guān)管2M11的另一非可控端連接開關(guān)管2M12的一非可控端，開關(guān)管2M12的另一非可控端分別連接乘法器2U1的輸入端和開關(guān)管2M13、開關(guān)管2M14的一非可控端、與非門2U2的一輸入端，開關(guān)管2M13、開關(guān)管2M14的另一非可控端接地；乘法器2U1的輸出端分別連接與非門2U2的另一輸入端和采樣輸入的反饋端，與非門2U2的輸出端連接緩沖器2U3的輸入端，緩沖器2U3的輸出端連接或門U4的另一輸入端，或門U4輸出端連接控制器；非門2U5的輸入端連接外部CLK；

所述乘法器1U1和乘法器1U2接收所述控制器的乘數(shù)大小的調(diào)節(jié)。