[发明专利]用于确定结构和相关联的系统的损坏风险的方法

说明书

一种用于确定结构的损坏风险的方法，其中所述方法由系统实施，所述系统包括适于从所述结构获取振动测量结果的至少一个传感器以及处理单元，并且所述方法包括以下步骤：(S100)根据最低能量标准从在设定时间期间获取的多个样本中选择代表所述结构的状态的选定样本；(S200)将所述选定样本的傅里叶变换的模量分解成代表最高振幅频率峰值的函数集，其中每个代表性函数具有中心频率；(S400)当所述代表性函数之一的中心频率对应于所述结构的本征频率之一并且频率随着超过预设阈值的值变化时，检测所述结构的损坏风险。

技术领域

本发明涉及如建筑物、水坝、桥梁或艺术品等结构的监测。

背景技术

已知测量在结构内产生的振动是为了监测所讨论的结构的状态并发出关于所述状态的通知。

在结构上放置振动传感器并实时监测所测振动的振幅是已知的。然后，当在结构上测得的振动过大并且可能导致结构损坏时，就会产生警报信号。然而，所产生的警报信号不一定揭示损坏。

另外，存在其它监测系统，使用所述监测系统可持续记录在结构内产生的振动。对所收集数据的分析可以用于检测是否发生损坏，并且在一些情况下对损坏进行定位。为此，必须对所收集数据加时间戳或同步。例如，此类监测系统安装于卢尔德的Ophite高层建筑上，并成为连续观测网络的一部分。所述系统包括连接到GPS接收器的多个加速度计，使用所述多个加速度计对测量信号加时间戳。由于加速度计通过线缆连接到GPS接收器，所以此类监控系统的安装并不容易。进一步地，由于科学品质加速度计以及具体地GPS接收器的存在，此类系统相对昂贵。另外，此类系统不适于实时处理数据。

发明内容

具体地，本发明旨在弥补现有技术的前述缺点。

具体地，本发明的目的是提供一种实时检测结构的损坏风险的系统。

本发明的另一个目的是提供一种易于安装且成本更低的系统。

本发明的另一个目的是简化所收集数据的处理并且最小化所需的计算功率和待发送的数据的量。

为此，根据第一方面，本发明提出了一种用于确定结构的损坏风险的方法，其中所述方法由系统实施，所述系统包括适于从所述结构获取振动测量结果的至少一个传感器以及处理单元，并且所述方法包括以下步骤：

●根据最低能量标准从在设定时间期间获取的多个样本中选择代表所述结构的状态的选定样本，其中所述选定样本具有比来自所述多个样本的其它样本的能量更低的能量；

●计算所述选定样本的傅里叶变换的模量；

●将所述选定样本的傅里叶变换的模量分解成代表最高振幅频率峰值的函数集，其中每个代表性函数具有中心频率；

●当所述代表性函数之一的中心频率对应于所述结构的本征频率之一并且频率随着优选地在设定时间内超过预设阈值的值变化时，检测所述结构的损坏风险。

以上步骤不一定按顺序执行，但可以并行执行。

应当注意的是，“最低能量标准”在时域和频域中都同样适用，并且用于从多个所获取样本中选择包括最少寄生信号的样本。能量可以基于来自由至少一个振动传感器获取的数据样本的时域或频域信号的积分计算出来。通常，其涉及时域或频域信号的积分，并且更具体地代表样本的傅里叶变换的模量的信号的积分。其还可能涉及样本的时间值的统计变化的测量结果，通过所述测量结果，应理解的是，具有最小标准偏差的样本也具有最小能量。

在一个实施例中，所述代表性函数为高斯函数。

在一个实施例中，所述选择代表所述结构的状态的样本的步骤包括：对于在预设时间期间获取的每个样本，计算每个所获取样本的傅里叶变换的模量，对在预设频带内代表傅里叶变换的模量的信号求积分以及选择所述信号的积分最小的样本。