[发明专利]一种大跨度钢结构的振动监测传感器布置方式

权利要求书

1.一种大跨度钢结构的振动监测传感器布置方式，包括有：传感器系统、数据采集与处理子系统，数据传输子系统，信息分析与监控预警子系统；所述传感器系统由多个振动光纤光栅传感器组成；所述的数据采集与处理系统与传感器系统相连，将传感器系统所得的数据进行采集，并将其存储在相应的器件内；所述的数据采集与处理子系统与数据传输子系统相连，将采集到的数据通过数据传输子系统传输到信息分析与监控预警子系统进行数据的分析和处理得到安全监测报告，将处理后的数据显示在平台上，并在监测到不正常结构状态时发出预警信号。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度钢结构的振动监测传感器布置方式，其特征在于，所述的钢建筑中常见结构两层横向钢杆，中间一层竖杆与斜杆交替排列组成。

3.根据权利要求1所述的一种大跨度钢结构的振动监测传感器布置方式，其特征在于，所述的振动传感器采用的是振动光纤光栅传感器。

4.根据权利要求1所述的一种大跨度钢结构的振动监测传感器布置方式，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取能反应结构振动情况的传感器安装点，布置测点14个。计算振动传感器安装点的方法如下：

记上层中点为a₀，往两侧依次为a₁，a₂，……，a₇，

记下层中点为b₀，往两侧依次为b₁，b₂，……，b₇，

连接上下层的正中间竖杆记为c₀，往两侧依次为c₁，c₂，……，c₇，长度分别为y₀，……y₇，

连接a₀，a₁的横杆记为a₀₁，长度记为x₁，连接a₁，a₂的横杆记为a₁₂，长度记为x₂，以此类推，

连接b₀，b₁的横杆记为b₀₁’，长度记为x₁’，连接b₁，b₂的横杆记为b₁₂’，长度记为x₂’，以此类推，

上层横杆a₀₁与水平面夹角记为θ₁，a₁₂与水平面夹角记为θ₂，以此类推，

下层横杆b₀₁与水平面夹角记为θ₁’，b₁₂与水平面夹角记为θ₂’，以此类推，

下层横杆中点b₀距离地面高度记为h₀，b₁距离地面高度记为h₁，以此类推，

上层横杆中点a₀距离地面高度为(h₀+y₀)，a₁距离地面高度记为h₁+y₁，以此类推，

下层第i个横杆上传感器安装点距离该横杆左侧端点距离记为l_i，l_i应满足公式：

上层第i个横杆上传感器安装点距离该横杆左侧端点距离记为li’，li’应满足公式：

为尽可能使结构左右两侧对称，避免传感器附加质量的影响，传感器在左右两侧错开轮次安装，传感器安装点用圆点标记；

步骤2：根据计算结果，将振动光纤光栅传感器安装于钢结构相应的位置上；

步骤3：根据位置及初始中心波长将多个传感器串接在同一条光纤线缆上，形成监测现场的分布式传感器网络，每个传感器串称为一个通道；

步骤4：把所有通道汇集到监测现场的数据收发器，利用一根主光缆传输到远端的控制室，控制室中利用同样的数据收发器接受来自现场传感器的信号，数据收发器输出与现场传感器串对应的多个通道到网络分析；

步骤5：网络分析仪接受各传感器反射的特定波长的光信号，分析其中心波长功率谱，得到返回的中心波长值与振动频率。