[发明专利]水工建筑物的安全隐患检测系统

权利要求书

1.水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，包括动态激励源、测点优化布置子系统、信号采集子系统、信号处理子系统、预警子系统，

动态激励源，用于对水工建筑物进行外界激励，使水工建筑物产生振动而发出动力响应信号；

测点优化布置子系统，用于根据水工建筑物的具体结构，得到用于感测动力响应信号的各传感器的最优组合与布设位置；

信号采集子系统，采集布设的各传感器所感测的动力响应信号；

信号处理子系统，用于对各传感器感测的动力响应信号进行处理、分析；

预警子系统，用于根据对动力响应信号的处理结果，发出预警信息。

2.根据权利要求1所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，所述动态激励源是环境激励、人为激励、电磁波、超声波、雷达、地震波中的一种或是几种的组合。

3.根据权利要求1所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，所述测点优化布置子系统基于Fisher信息矩阵、信息熵、互信息、模态能量、模型缩减、可控/可观性、结构识别概率，利用非线性规划、序列法、随机类、克隆选择和离散粒子群混合算法计算各传感器的最优组合与布设位置。

4.根据权利要求1所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，所述各传感器包括加速度传感器、速度传感器、位移传感器、声波传感器，各传感器的信号输出端经相应的信号电缆、光纤与所述信号处理子系统的信号输入端相连接，以将感测的信号传输给所述信号处理子系统。

5.根据权利要求1所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，所述信号处理子系统对动力响应信号进行处理的过程包括：对采集的动力响应信号进行降噪处理，提取出有效的动力响应信号；对有效的动力响应信号进行模态参数识别；提取用于标识水工建筑物敏感结构的特征量作为检测指标。

6.根据权利要求5所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，所述检测指标包括：频域指标、时域指标、时频域指标、模态指标，根据各指标的变化情况，判断水工建筑物结构的不同位置的健康状况、隐患范围、结构损伤程度。

7.根据权利要求6所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，对应各检测指标设定相应的隐患阈值，将所述信号处理子系统处理得到的各检测指标值与相应的隐患阈值进行比较，当检测指标值达到或超过隐患阈值时，判断水工建筑物的安全隐患已达到一定程度，通过所述预警子系统进行报警。

8.根据权利要求6所述的水工建筑物的安全隐患检测系统，其特征在于，对二滩水电站水垫塘进行安全隐患检测，其中：采用水电站泄洪天然来水作为动态激励源，于4#表孔拱冠梁处布设A32传感器，高程1204.8m，于2#中孔启闭机上游壁面处布设A31传感器，高程1136m，水垫塘表面沿河床中轴线上布设A1～A12传感器，高程为980m，水垫塘右侧廊道内依次布设A22-A30传感器，水垫塘左侧廊道内依次布设A13-A19传感器，水垫塘左侧边坡廊道布设A20-A21传感器，利用以上各传感器采集水垫塘不同测点的振动信号，对采集的振动信号进行幅值域处理与分析、频域处理与分析、时域处理与分析，将信号处理结果与预设的相应的预警阈值进行比较，若信号处理结果到达或超过相应的预警阈值，启动预警子系统进行预警。