[实用新型]一种用于建筑结构的健康监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑技术领域，特别是涉及一种用于建筑结构的健康监测系统。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，大型建筑结构得以广泛兴建。这些大型建筑结构在经济生产和人们生活中占据着重要的地位，这就引起人们对于大型建筑工程安全性的关心和重视。当大型结构出现损伤或遭遇突发性事故时，如果能够及时做出判断和报警，将有助于采取应急处理措施，有效防止损伤进一步发展，进而避免引发严重的工程事故，确保建筑结构的安全运营。在此背景下，结构健康监测技术应运而生，并逐渐成为土木工程学科发展的一个重要领域。

结构健康监测技术的基础是结构健康监测系统。传统的结构健康监测系统主要由各种仪器组成，其可重构性差，体型笨重，已经不能适应现代监测技术发展的需求。虚拟仪器作为现代仪器发展的一个全新方向已越来越受到人们的关注。尤其是采用虚拟仪器作为硬件平台的结构健康监测系统可以大大降低成本，故其成为构建现代健康监测系统的首选。美国NI公司生产的CompactRIO平台作为当今应用最为广泛的虚拟仪器硬件平台，为实现便捷、高效的建筑结构多物理量健康监测系统提供了有效途径。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于建筑结构的健康监测系统。

本实用新型所采用的技术解决方案是一种用于建筑结构的健康监测系统，包括嵌入式平台、数据采集功能板卡、电源、PC机，所述的数据采集功能板卡设置在嵌入式平台内，包括加速度信号采集板卡，位移和温度信号采集板卡以及应变信号采集板卡，所述的嵌入式平台的输入输出端与PC机的输入输出端相连接，所述的电源的输出端与嵌入式平台的输入端相连接，所述的数据采集功能板卡的输入端与相应的传感器输出端相连接，所述的传感器包括加速度传感器、电阻应变计、热电偶以及直流位移传感器。

所述的PC机通过以太网连接与嵌入式平台相连接。

所述的加速度传感器与加速度信号采集板卡之间设置有信号调理器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：

本实用新型以传统健康监测技术和虚拟仪器概念为理论基础，基于美国NI公司CompactRIO嵌入式平台以及相关板卡和传感器形成一套以CompactRIO嵌入式平台为核心的便携式结构健康监测系统，实现对结构应变、位移、加速度、温度等多物理量信号的同步采集与监测。该系统具有便携、可重构的特点，适合用于各类建筑结构的健康监测。

附图说明

图1是NICompactRIO嵌入式平台及各板卡示意图；

图2是本实用新型结构简图；

图3是本实用新型的工作状态图。

图中：1、NICompactRIO嵌入式平台，2、NI9219板卡，

3、NI9235板卡，4、NI9234板卡，5、PC机，6、信号调理器，

7、加速度传感器，8、电阻应变片，9、直流位移传感器，

10、热电偶，11、UPS电源。

具体实施方式

如图1所示，数据采集功能板卡为美国公司生产的NI9234、NI9219和NI9235等数据采集板卡，其中NI9234板卡用于采集加速度信号，NI9219用于采集位移和温度信号，NI9235用于采集应变信号。

将本系统所需板卡插入NICompactRIO嵌入式平台1的插槽内。

所述的PC机是本监测系统的监测中心。其主要作用是人机交互界面的载体、数据的存储载体。

所述的辅助设备包括信号调理器、UPS电源等。信号调理器用于调理加速度信号，UPS电源用于NICompactRIO嵌入式平台供电。

如图2所示，将PC机与NICompactRIO嵌入式平台1通过以太网连接。将各类型传感器与NICompactRIO嵌入式平台1的各板卡连接，其中板卡2为NI9219，接入直流位移传感器9和热电偶10，用于采集温度与位移信号。板卡3为NI9235，接入电阻应变片，用于采集结构应变。板卡4为NI9234，与信号调理器6输出端连接，将加速度传感器7接入信号调理器6接入端。UPS电源11用于NICompactRIO嵌入式平台1的供电，以保证系统的运行。以上构成监测系统的硬件平台。