[发明专利]表面安装的监视系统

权利要求书

1.一种用于监视结构性构件上的负载的表面安装的监视系统，所述表面安装的监视系统包括：

传感器阵列，所述传感器阵列包括在所述结构性构件的表面上设置成不规则栅格的多个力换能器，所述力换能器配置成测量外力大小并提供表征所述外力大小的信号；

数据分析模块(DAM)，所述DAM包括处理器、存储和发射机，所述DAM可通信地耦合于所述传感器阵列并被配置成：

以小于1秒的规则间隔轮询所述传感器阵列；

将每个换能器的力大小信号记录到所述存储器中的循环存储缓冲器中；

将每个换能器的力大小与那个传感器的第一力大小阈值进行比较；

一旦检测到任何传感器的力大小大于那个传感器的力大小阈值，则进入非紧急报警状态并在所述发射机上发送报警信号；

将每个换能器的力大小与那个传感器的第二力大小阈值进行比较；以及

一旦检测到任何传感器的力大小大于那个传感器的力大小阈值，则进入警示状态并在所述发射机上发送警示信号。

2.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，还包括：

实时警告系统，所述实时警告系统可通信地耦合至DAM并配置成接收所述警示信号，且一旦接收到所述警示信号就提供可视和可听的疏散警示。

3.如权利要求2所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述实时警告系统被进一步配置成向住户提供疏散指令。

4.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述DAM的存储相对于恶劣的环境情况被加强。

5.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述结构性构件是屋顶。

6.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，还包括与所述DAM通信地连接的监视设备，所述监视设备包括人机界面并配置成从DAM接收力大小。

7.如权利要求6所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述用户界面被配置成基于从所述DAM接收的力大小来提供实时负载显示。

8.如权利要求7所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述实时负载显示包括所述结构性构件的网线图以及经颜色编码的应变显示。

9.如权利要求6所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述用户界面为用户提供定制力大小阈值的能力。

10.如权利要求6所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述用户界面为用户提供定义额外的力大小阈值并响应所述阈值创建所要采取的可编程行动的能力。

11.如权利要求6所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述监视设备进一步配置成基于所述力大小输入创建复合的力大小分布。

12.如权利要求11所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述监视设备进一步配置成分析所述力大小分布以辨认特殊的负载情况。

13.如权利要求12所述的表面安装的监视系统，其特征在于，一个特殊的负载情况包括检测负载与冰、雪和水的密度对应的三个独立区域，表征冰坝的存在。

14.如权利要求12所述的表面安装的监视系统，其特征在于，一个特殊的负载情况包括检测排水口区域周围的冰积聚。

15.如权利要求6所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述监视设备还包括数据存储并且所述监视系统被进一步配置成：

一旦从所述DAM接收到报警信号，则开始以小于1小时的规则间隔将力大小数据记录至所述数据存储；

一旦从所述DAM接收到警示信号，则开始连续地记录所述力大小数据并提供可见和可听的警示。

16.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，其上设置所述力换能器的表面是外表面。

17.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，其上设置所述力换能器的表面是内表面，并选择所述第一阈值和第二阈值以补偿由通过所述表面的平移产生的负载衰减。

18.如权利要求1所述的表面安装的监视系统，其特征在于，所述换能器是负载元件。

19.一种表面安装的监视系统，包括：

具有受可变大小负载作用的屋顶的结构，所述负载由输入造成，所述输入从由风、冰积聚、雪积聚、水积聚和碎屑积聚构成的组中选取；

构成传感器阵列的多个力换能器，所述力换能器从由压电传感器、应变仪、压阻传感器、压力开关、自重置传感器和负载单元构成的组中选取，所述力换能器沿所述屋顶的外表面布置成不规则的栅格图案，选择所述栅格图案以使一些传感器处于直接由加固的支承梁支承的点上并使其他传感器处于不直接由加固的支承梁支承的中间点上，所述中间点包括至少一些中点；

包含处理器、加强的存储以及发射机的数据分析模块(DAM)，所述数据分析模块可通信地耦合于所述力换能器并配置成：

从每个换能器接收力大小信号，所述力大小信号表征施加在所述传感器上的实时正常力；

将每个换能器的力大小记录在包含于所述加强存储内的循环存储缓冲器中；

将来自每个换能器的力大小信号与那个换能器的第一力大小阈值进行比较，如果任何换能器的力大小超出那个换能器的所述第一阈值，则进入报警状态并在所述发射机上提供报警信号；

将来自每个换能器的力大小信号与那个换能器的第二力大小阈值进行比较，如果任何换能器的力大小超出那个换能器的所述第二阈值，则进入警示状态，其中DAM在通信接口上提供警示信号；

经由所述发射机可通信地耦合于DAM的监视设备，所述监视设备包括永久性数据存储和人机界面并被配置成：

从DAM接收连续更新的力大小输入；

显示所述屋顶的网线图，所述网线图是颜色编码的以指示施加在所述屋顶的每个点上的实时力大小；

一旦从DAM接收到报警信号，则在人机界面上提供报警状态指示，并开始以小于1小时的规则间隔记录力大小数据；

一旦从DAM接收到警示状态信号，则在所述人机界面上提供可见和可听的警示并开始连续地记录力大小数据；

经由所述发射机可通信地耦合至DAM的实时警告系统，并且所述实时警告系统被配置成：

一旦从DAM接收到警示信号，就运作疏散报警系统以提供所述结构危险的可听和可视警告，并向所述结构的住户提供疏散指令。