传感器子系统介绍与优化

1)传感器子系统的设计要求

为了准确获得桥梁长期营运过程结构实时响应信息,传感器子系统设计时应满足以下技术要求:

①基于合理的桥梁监测参数分析。 确定需要且可能监测的参数,在全面分析拱桥运营期所需监测参数的基础上,合理布置监测点。

②科学的桥梁内力和挠度分析。 桥梁监测系统的测点布设应考虑桥梁在运营期间内力和挠度最不利的位置,如布置在应力峰值处、正负挠度最大值处等。

③基于桥梁病害调查的布点。 针对已经通车运营桥梁,基于对桥梁常见病害的调查,将测点布置于该桥型容易发生病害的位置,可以通过监测桥梁容易发生病害位置的变形、内力的状态,与预警值比较,达到安全预警的目的。

④几何尺寸覆盖。 在考虑监测参数、内力分析以及病害调查的原则基础上,还应该适当考虑传感器的几何尺寸覆盖原则。 因为桥梁在施工过程中各个部位的情况不尽相同,为了能够正确反映桥梁的工况,得到桥梁的最不利位置,测点应该从几何尺寸上尽量覆盖桥梁布设。

⑤对称性。 可以根据桥梁结构的对称性来布设传感器,达到优化传感器数量的目的。

⑥设备具有可扩展性。 桥梁监测系统建立起来后,也并非一成不变。 随着监测要求的变化、传感器性能、精度不断提高、监测方法不断改进,监测系统应该具有可扩展、可调整性能。

⑦设备便于维修、更换。 考虑到系统后期的维护成本,传感器应该布设在易于维修、更换的位置。(www.xing528.com)

2)传感器选型原则

①输入信号类型:与输入信号类型匹配。

②前向测量精度:与传感器的精度匹配,保证前向测量精度。

③信号调理:滤波、放大、隔离等。

④同步性:根据同步性要求,选择多路复用或真正同步。

⑤工作环境:适用所处位置的工作环境,包括温度、雷击以及干扰源(电源、电磁)等,事先做足保护措施。

⑥就近原则:数据采集单元就近布置在传感器附近。

⑦易于维护原则:布设的传感器要考虑后期的维护难易程度。