[發明專利]一種大型構筑物結構形變監測系統和方法

在審

• 申請號: 202111058273.8
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113899460A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 劉南川;魯帆;胡喜慶;潘偉偉;張超
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01B21/32;G01L5/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 馮小梅

本發明涉及一種大型構筑物結構形變監測系統和方法，包括信號檢測裝置、集線箱和主機柜；信號檢測裝置包括溫度信號檢測單元、應變信號檢測單元、預應力信號檢測單元和幾何形變信號檢測單元；信號檢測裝置對大型構筑物進行信號檢測并輸出各類原始信號；集線箱接收溫度信號、應變信號、預應力信號和幾何形變信號，并將接收的信號傳送至主機柜；主機柜與集線箱連接，對集線箱傳送的原始信號進行采集、分析處理并輸出監測信息。本發明自動測讀大型構筑物的結構形變數據，替代傳統的人工跑點測讀方式，省時省力，數據連續性、實時性和數據量得到保證，效率高，安全可靠，測量準確。

技術領域

本發明涉及測量及信號處理的技術領域，更具體地說，涉及一種大型構筑物結構形變監測系統和方法。

背景技術

核電廠安全殼、水電站大壩、高鐵橋梁、樓宇等大型構筑物通常承擔極其重要、關鍵的安全和系統功能，其結構形變、應力監測是判斷大型構筑物健康狀態的重要手段。監測指標通常包括：混凝土溫度(熱電偶測量)、混凝土應變(振弦應變儀測量)、總體幾何形變(垂線坐標儀測量)、預應力(預應力鋼束測量)等。

常規的大型構筑物監測方法均為孤立傳感器分布式測量，依賴人工跑點讀數。大型構筑物結構形變監測系統通常包含數量龐大、分布范圍廣、互為冗余的監測點和用于監測不同特征參數的不同類型傳感器。以核電廠安全殼為例，單臺機組包含52個應變傳感器(可擴展到104路應變信號)、36個熱電偶傳感器、4套鋼束預應力傳感器(共32路預應力信號)和12臺機械碼盤式鉛垂線坐標儀。工作人員采集這些傳感器數據時需要到達對應傳感器物理接口位置，架設專用采集儀器進行逐個采集，并將數據逐一記錄。

上述監測方法有如下弊端：

1、完全依靠人工跑點測讀，費時費力，易引入人為誤差；

2、數據連續性、實時性和數據量無法保證，數據記錄依賴手工記錄，無法進行趨勢分析；

3、必須臨時連接二次儀表和輔助工具，工作流程復雜繁瑣，效率低下；

4、人員頻繁出入各種高風險區域(如高空、廊道以及核電廠的輻射控制區)，安全風險高；

5、人員和設備工作環境惡劣，頻繁插拔使用信號物理接口易導致信號接口老化，測量不準。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種大型構筑物結構形變監測系統和方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：建立一種大型構筑物結構形變監測系統，包括：信號檢測裝置、集線箱以及主機柜；所述信號檢測裝置包括：溫度信號檢測單元、應變信號檢測單元、預應力信號檢測單元和幾何形變信號檢測單元；

所述溫度信號檢測單元用于檢測測大型構筑物不同位置的混凝土溫度并對多路溫度信號分兩路分別傳送至所述集線箱與所述溫度信號檢測單元中的就地測讀端口；

所述應變信號檢測單元用于檢測大型構筑物的應變信號并對多路應變信號分兩路分別傳送至所述集線箱與所述應變信號檢測單元中的就地測讀端口；

所述預應力信號檢測單元用于檢測大型構筑物的結構預應力并輸出原始的預應力信號至所述集線箱；

所述幾何形變信號檢測單元用于檢測大型構筑物的幾何形變并輸出原始的幾何形變信號至所述集線箱；

所述集線箱分別與所述溫度信號檢測單元、所述應變信號檢測單元、所述預應力信號檢測單元和所述幾何形變信號檢測單元連接，用于接收所述溫度信號、所述應變信號、所述預應力信號和所述幾何形變信號，并將所述接收的信號傳送至所述主機柜；

所述主機柜與所述集線箱連接，用于對所述集線箱傳送的信號進行采集、分析處理并輸出對應的監測信息。