[发明专利]一种多目标微变形实时遥测方法与系统

说明书

技术领域

本发明属于测量仪器领域，涉及一种多目标微变形实时遥测方法与系统。

背景技术

电力杆塔、摩天大楼、桥梁、大坝、大型飞机等大型构件在使用中会发生变形，变形测量是探索变形机理的基本方法，是危险预警的重要手段。专利CN1271419C和专利CN101349753A总结分析了几种常见测量方法，指出射频技术用于变形测量具有很多优点。

专利CN1271419C提出了一种微位移测量方法，测量系统由安放在被测点上的无源角反射器和测点上的微波比相设备构成，其基本工作原理为：通过测量单频射频信号往返于微波比相设备与无源角反射器之间的相位差来测量角反射器的位移量。这种方法的主要缺点是：(1)观测点为无源角反射器，作用距离有限；(2)密集分布的无源角反射器信号很难分离，不能实现多观测点同时测量。

专利CN101349753A提出了一种多观测点微变形遥测方法，测量系统由安装在被测物上的多个无线电信标机和远端的遥测接收机构成，其基本工作原理为：信标机使用不同的伪码调制同频同相的载波信号，信标机向遥测接收机辐射射频信号，遥测接收机接收信标机发来的混合扩频调制信号，在达到伪码同步后，分离出各信标机的载波信号，对载波信号进行鉴相，可以监测出建筑物的变形量。这种方法的缺点是：(1)产生大量正交伪码十分困难，多址干扰大，从而系统测量精度低；(2)由于各信标机之间要使用公共本振信号，各信标机之间需要使用线缆相互连接，这样安装使用不方便；(3)遥测接收机电路复杂，伪码失锁时电路工作失效，无法测得各观测点位移量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多目标微变形实时遥测方法，该方法通过使用射频标签阅读器测量安装在被测物上的每个观测点射频标签的位移量来实现整个被测物表面微变形的测量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多目标微变形分时遥测方法，系统由安装在固定位置的微变形遥测射频标签阅读器和安装在被测物上的多个观测点射频标签构成。射频标签阅读器辐射射频载波信号，每个射频标签收到该信号后，使用不同频率的低频正弦波调制信号对其进行调制，然后再转发回射频标签阅读器，射频标签阅读器收到多个射频标签的混合回波信号，使用正交下变频电路将其下变频至基带(收发共射频本振)，然后使用标签分离电路(极窄带带通滤波器)分离识别射频标签，使用相位检测电路获取射频载波信号往返于射频标签阅读器和各个射频标签之间的相位差，从而测量出每个射频标签的位移量。

一种多目标微变形实时遥测系统，由安装在被测物上多个观测点射频标签和安装在固定位置的微变形遥测射频标签阅读器构成，通过测量射频载波信号往返于射频标签阅读器和每个射频标签之间的相位差的变化量来测量每个射频标签的位移量。射频标签由接收天线，标签信号发生器，调制器以及发射天线构成；射频标签阅读器由射频本振信号发生器，发射天线，接收天线，正交下变频器，标签分离电路，相位检测电路，以及位移量计算/变形曲线拟合模块构成。

本发明的有益效果在于：(1)系统测量精度高，实时响应速度快；(2)安装使用方便，观测点之间，观测点与遥测终端之间无需线缆连接。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的系统结构总体框图；

图2为本发明的系统工作流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本发明的系统结构总体框图。系统由安装在被测物表面的若干个射频标签(图中只画出了任意两个射频标签，第i个射频标签20和第j个射频标签21)作为观测点和位于远端固定位置的射频标签阅读器1作为微变形遥测终端构成。

第i个射频标签20由接收天线201，标签信号发生器202，调制器203以及发射天线204构成。接收天线201用于接收射频标签阅读器发来的射频载波信号；标签信号发生器202用于产生低频正弦波调制信号；调制器203用于将标识标签的正弦波调制信号对接收到的来自于射频标签阅读器的射频载波信号进行调制；发射天线204用于将已调信号向射频标签阅读器辐射。第j个射频标签21与第i个射频标签结构相同，也由接收天线211，标签信号发生器212，调制器213以及发射天线214构成，不同之处在于标签信号发生器产生的正弦波调制信号频率不同。