[实用新型]一种桥梁健康监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁监测系统，尤其涉及一种桥梁健康监测系统。

背景技术

近几年以来我国多处发生桥梁垮塌事件，直接给社会带来的巨大的经济损失，同时也在严重威胁人们的生命安全。虽然相关部门会定期对桥梁进行质量检测，然而该周期较长不是防止桥梁坍塌的有效手段，因此需要一种能够实时监测桥梁运行状态的系统，用于完成对桥梁各种参数的监测工作，当桥梁运行状况出现异常时能够及时通知桥梁管理人员采取相应的措施，从而在最大程度上降低损失。

目前监测桥梁健康的传感器主要是光纤光栅应力传感器。光纤光栅技术是利用紫外曝光技术在光纤芯中引起折射率的周期性变化而形成的。光纤光栅中折射率分布的周期性结构，导致某一特定波长光的反射，从而形成光纤光栅的反射谱。光纤光栅应力传感器通常是将光纤光栅附着在某一弹性体上，同时进行保护封装。反射光的波长对温度、应力和应变非常敏感，当弹性体受到压力时时,光纤光栅与弹性体一起发生应变，导致光纤光栅反射光的峰值波长漂移，通过对波长漂移量的度量来实现对温度、应力和应变的感测。除了光纤光栅应力传感器之外，还有位移传感器以及形状记忆合金等被应用于桥梁健康监测系统。然而上述几种传感器都存在着费用高、寿命短、安装复杂等问题。尤其是使用寿命短导致了很多问题的产生：因为一般的传感器都被埋在桥面一下以感应桥梁的应力，所以当传感器坏掉就必须得对传感器进行重新埋设才能保证整个系统的正常运转，这就会造成人力物力的浪费；而且上述传感器的原理就导致了其对应用环境以及安装过程的要求较为苛刻，稍有不慎就会造成传感器件的损坏。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种桥梁健康监测系统，该系统具有价格低廉、精度高铺设方便、使用寿命长等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种桥梁健康监测系统，包括给整个系统供电的供电电源，若干个压电传感器，所述压电传感器均匀的分布在桥梁内部，所述压电传感器通过信号放大器连接单片机，所述单片机连接地址选择器与第一报警器，所述单片机通过无线传输模块连接上位机，所述上位机连接显示模块与第二报警器，所述上位机上设有数据存储模块，所述第一报警器安装于桥梁防护栏上，所述第二报警器安装于值班室内。

所述单片机为STC12C5A60S，所述单片机连接有重置电路与晶振电路；所述重置电路为：所述STC12C5A60S的RST引脚通过开关S1连接电压源VCC，所述电压源VCC依次通过串联连接的电容C1与电阻R1接地；所述晶振电路为：STC12C5A60S的XTAL1引脚通过电容C4接地，所述STC12C5A60S的XTAL2引脚通过电容C5接地，所述STC12C5A60S的XTAL1引脚与XTAL2引脚之间连接晶振Y1，所述STC12C5A60S的电压源引脚连接电压源VCC，所述STC12C5A60S的GND引脚接地。

所述信号放大器电路包括：集成运算放大器OPA2334，所述OPA2334的OUTB引脚、1Vin-引脚、Vin+引脚连接在一起组成电压跟随，所述OPA2334的1Vin+引脚连接压电传感器的输出端，所述OPA2334的Vin-引脚与GND引脚之间连接电阻R20，所述OPA2334的GND引脚接地，所述OPA2334的Vin-引脚与OUTA引脚之间连接可调电阻R21，所述OPA2334的OUTA引脚连接STC12C5A60S的ADC0引脚。

所述无线传输模块采用XL02-232AP1半双工无线传输模块。

所述的供电电源包括太阳能电池板与蓄电池，所述太阳能电池板并联连接蓄电池，所述太阳能电池板并联连接有极性电容C6，所述有极性电容C6的正极连接太阳能电池板正极，所述太阳能电池板正极连接稳压电源U1的输入端，所述太阳能电池板负极接地，所述稳压电源U1为7805，所述7805的接地端接地，所述7805的输出端与地之间连接电容C8，所述电容C8并联连接有极性电容C7，所述有极性电容正极连接7805的输出端。

本实用新型的有益效果为：

1、压电传感器的灵敏度高、使用寿命长，安装方便，成本低；

2、采用XL02-232AP1半双工无线传输模块，节省了布线的繁琐，利用空间规划，同时可以实现远程监控，节省了人力物力；

3、在桥梁防护栏上与值班室内均安装有报警器，当桥梁承受压力超过额定范围时，桥梁报警器会提醒过往车辆行人注意安全，值班室内的报警器会提醒工作人员目前桥梁的健康情况以及时采取应对策略；