[发明专利]一种金属屋面板的健康监测系统

摘要

本发明公开了一种金属屋面板的健康监测系统，所述系统包括：监测模块、无线传感网络和上位机；所述监测模块用于监测金属屋面板的健康状况；所述无线传感网络用于接收金属屋面板的健康状况并将其发送给上位机；述上位机包括挠度重构模块，用于根据监测模块得到的金属屋面板的局部挠度变化，重构得到整个金属屋面板的挠度分布情况，并判断金属屋面板上的螺栓是否松动，若松动严重则发生报警。本发明所述的系统能够在风、雨、雪等自然载荷作用下，对整个金属屋面板的形变状况实时检测，为金属屋面的健康管理和维护提供参考指标。

主权项

1.一种金属屋面板的健康监测系统，其特征在于，所述系统包括：监测模块、无线传感网络和上位机；所述监测模块包括传感器，用于检测金属屋面板的健康状况，所述健康状况包括金属屋面板的局部挠度变化；所述无线传感网络用于通过无线传输的方式将所述局部挠度变化发送给上位机；所述上位机包括挠度重构模块，用于根据监测模块得到的金属屋面板的局部挠度变化，重构得到整个金属屋面板的挠度分布情况；所述传感器包括柔性传感器，所述监测模块还包括接近开关；所述柔性传感器用于检测金属屋面板上容易变形处的挠度；所述接近开关用于监测金属屋面板上螺栓的松动情况；所述接近开关选用常闭型开关；所述接近开关安装在每个固定金属屋面板的螺栓上方；设柔性传感器监测到点A(x0,y0)的挠度值为w0，通过所述挠度重构模块所实施的数学模型，得到金属屋面板上任意一点(x,y)的挠度为：其中定义：λ1＝π/b，其中：(x₀,y₀)表示柔性传感器的位置坐标；w₀表示柔性传感器检测到的挠度值；表示金属屋面板上任意一点解算得到的挠度值；(x,y)表示金属屋面板上任意一点的坐标位置；l表示金属板的实际长度；b表示金属板的实际宽度；μ为金属屋面板的杨氏模量；g(x)，f₁(x)，h₁(y)，α₀，λ₁为方便计算和表示定义的中间变量函数，无实际意义；所述柔性传感器的数量及分布情况由金属屋面板的板材大小和材料性能而定，通过有限元法或数值法建模与仿真得到金属屋面板在不同均布载荷下的挠度分布情况，以及在相同均布载荷作用下金属屋面板上挠度变化大的部位，在这些部位安装柔性传感器。