[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于聲發(fā)射技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211087110.7
• 申請(qǐng)日: 2022-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115343366A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧軍明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄧軍明
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/14
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于聲發(fā)射技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)聲發(fā)射傳感器、信息采集箱、云端服務(wù)器；所述信息采集箱的內(nèi)部包括分析模塊和通信模塊，多個(gè)所述聲發(fā)射傳感器的信號(hào)輸出端均與分析模塊的信號(hào)輸入端電性連接，所述分析模塊的信號(hào)輸出端與通信模塊的信號(hào)輸入端電性連接，所述通信模塊的信號(hào)輸出端與云端服務(wù)器無(wú)線(xiàn)電信號(hào)連接。本發(fā)明通過(guò)聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立智能化的安全預(yù)警與應(yīng)急管理體系，使得測(cè)量精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定，并且可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳監(jiān)測(cè)預(yù)警與應(yīng)急管理平臺(tái)，提高預(yù)警與應(yīng)急處置能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋鋼橋梁在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于聲發(fā)射技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

新建大跨、特大跨徑橋梁以鋼結(jié)構(gòu)為主，新改建其他橋梁鋼結(jié)構(gòu)比例明顯提高。公路建設(shè)單位應(yīng)結(jié)合具體項(xiàng)目，組織開(kāi)展提升鋼結(jié)構(gòu)橋梁品質(zhì)、保證結(jié)構(gòu)安全耐久、推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建造等方面的專(zhuān)題研究，推廣科技成果，夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)橋梁整體技術(shù)水平的提高為推進(jìn)公路建設(shè)轉(zhuǎn)型升級(jí),提升公路橋梁品質(zhì),充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)橋梁性能優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)提出了利用聲發(fā)射(AE)技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的鋼材與焊縫作出在線(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的新技術(shù)研究與應(yīng)用，但現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于如何具體利用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的鋼材與焊縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)還有進(jìn)一步待研究，故本發(fā)明提出一種基于聲發(fā)射技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于聲發(fā)射技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于聲發(fā)射技術(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)聲發(fā)射傳感器、信息采集箱、云端服務(wù)器；

所述信息采集箱的內(nèi)部包括分析模塊和通信模塊，多個(gè)所述聲發(fā)射傳感器的信號(hào)輸出端均與分析模塊的信號(hào)輸入端電性連接，所述分析模塊的信號(hào)輸出端與通信模塊的信號(hào)輸入端電性連接，所述通信模塊的信號(hào)輸出端與云端服務(wù)器無(wú)線(xiàn)電信號(hào)連接。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：多個(gè)所述聲發(fā)射傳感器均安裝在橋梁鋼箱底板上，每跨橋梁鋼箱底板左右兩側(cè)分別安裝6個(gè)聲發(fā)射線(xiàn)傳感器。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：所述分析模塊為基于SOC架構(gòu)的FPGA和ARM，其中SOC為軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的集成，F(xiàn)PGA和ARM是一個(gè)可以通過(guò)編程來(lái)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)的芯片。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：所述聲發(fā)射傳感器用于接收橋梁鋼箱底板在裂縫擴(kuò)展、塑性變形或相變時(shí)引起的應(yīng)力波信號(hào)，并將應(yīng)力波信號(hào)發(fā)送到分析模塊。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：所述分析模塊用于對(duì)接收到的應(yīng)力波信號(hào)做頻域?yàn)V波、波形處理、聲發(fā)射撞擊特征參數(shù)提取及撞擊參數(shù)的評(píng)估評(píng)級(jí)，并將處理后的波形、參數(shù)和評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器上。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：用戶(hù)可通過(guò)云端服務(wù)器上實(shí)時(shí)查看、下載橋梁鋼箱底板的波形、參數(shù)和評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：所述通信模塊為5G通訊模塊、4G通訊模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊中任意一種。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)方案：該系統(tǒng)具體探測(cè)步驟為：

S1，當(dāng)箱梁鋼板表面裂縫擴(kuò)展、塑性變形或相變等會(huì)引起應(yīng)變能快速釋放而產(chǎn)生應(yīng)力波，多個(gè)聲發(fā)射傳感器接收到應(yīng)力波信號(hào)后由信息采集箱進(jìn)行信號(hào)分析；

S2，采用基于SOC架構(gòu)的FPGA和ARM的分析模塊對(duì)應(yīng)力波信號(hào)做頻域?yàn)V波、波形處理、聲發(fā)射撞擊特征參數(shù)提取及撞擊參數(shù)的評(píng)估評(píng)級(jí)，

S3，分析模塊將信號(hào)AD數(shù)字化后，將波形、參數(shù)和評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊，傳輸?shù)皆贫朔?wù)器上，供用戶(hù)實(shí)時(shí)查看、下載波形、參數(shù)和評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：