[发明专利]基于传感网络的预应力渡槽监测系统及方法

说明书

本发明涉及智能测试领域，具体涉及一种基于传感网络的预应力渡槽监测系统及方法。包括预应力施加模块，用于对渡槽内壁施加预设应力；振动监测模块，用于采集渡槽的振动信号；中央处理装置，用于计算振动信号的总能量E；比较模块，用于将总能量E与施加的预设应力值进行比较，并在总能量E大于预应力施加模块施加的预设应力值时，向报警模块发送报警信号。其利用预应力施加模块施加预应力、振动监测模块监测振动信号、中央处理装置对各个传感器的振动信号进行汇总、比较模块对总能量E和施加的预应力进行比较。其监测结果更高效，更准确。

技术领域

本发明涉及智能测试领域，具体涉及一种基于传感网络的预应力渡槽监测系统及方法。

背景技术

我国水资源分布极不均衡，跨流域的调水工程已成为我国水利建设的重要内容，渡槽是输水建筑物中跨越河川和交通干线的重要水工建筑物。一般来说，渡槽是桥式结构，但由于渡槽输水的特殊功能，又使得渡槽槽身的结构型式与桥梁有很大不同。渡槽为开口的薄壁结构，以尽可能减小结构自重荷载，增加输水承重能力。预应力矩形薄壳渡槽是众多渡槽结构中较优的一种，南水北调中线工程、湖北省鄂北地区水资源配置工程中的大型渡槽也将其做为备选设计方案之一。

大型渡槽的输水流量大，预应力技术被广泛地应用于渡槽的结构设计中，已有学者对这一类型渡槽的振动反应特点进行了探讨，但现有技术中，在对渡槽可靠性进行测试或对渡槽进行监测时的精度不高，不能有效对渡槽进行高精度监测。

现有技术中，在对渡槽可靠性进行测试或对渡槽进行监测时通常有两种方法，一种是理论分析，另一种是硬件测试。

其中，理论分析中一般忽略渡槽支撑结构的竖向变形影响，将渡槽简化为简支梁或连续梁等梁式结构，在梁的两端作用一对预应力，在渡槽的受力分析中，在梁轴线上还有一个附加力偶，通过预应力渡槽的弯曲振动微分方程对渡槽可靠性进行研究。但是，在理论分析中，由于为了便于计算，往往将渡槽的结构进行简化，然后通过简化后的模型对渡槽可靠性进行计算，简化的模型忽略了渡槽的次要结构特征，不能有效对渡槽进行高精度监测。

硬件测试中，一般使用振动传感器设置在渡槽的内侧，通过采集渡槽的振动信号以对渡槽的可靠性进行测试。但是，各个振动传感器由于布置的位置不同，其采集的数据必然不同，未能有一种有效的方法对各个振动传感器采集的振动信号进行汇总、分析，采集的数据过于片面，从而导致可靠性测试结果不准确。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种准确性高、效率高的基于传感网络的预应力渡槽监测系统及方法。

本发明一种基于传感网络的预应力渡槽监测系统，其技术方案为：

包括

预应力施加模块：用于对渡槽内壁施加预设应力，并将施加的预设应力值发送至比较模块；

振动监测模块：用于在预应力施加模块施加预设应力时，采集渡槽的振动信号并发送至中央处理装置；

中央处理装置：用于计算振动监测模块发送的振动信号的总能量E，并将所述总能量E发送至比较模块；

比较模块：用于将振动监测模块监测到的总能量E与预应力施加模块施加的预设应力值进行比较，并在总能量E大于预应力施加模块施加的预设应力值时，向报警模块发送报警信号。

较为优选的，还包括

图像采集模块：用于采集渡槽在被施加预设应力时的图像信息，并发送至中央处理装置；

显示模块：用于显示中央处理装置发送的所述图像信息、总能量E和预应力施加模块施加的预设应力值。

较为优选的，还包括远程监测模块，用于接收并监测中央处理装置发送的所述图像信息、总能量E和预应力施加模块施加的预设应力值，所述远程监测模块通过无线传输模块与中央处理装置连接。