一種基于scada的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光纖光柵傳感器單元、光纖光柵解調(diào)儀、通信服務(wù)器、SCADA平臺(tái)，光纖光柵傳感器單元通過光纜連接于光纖光柵解調(diào)儀的光通道，光纖光柵解調(diào)儀通過通信服務(wù)器與SCADA平臺(tái)相連；本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、成本低、便于維護(hù)、實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備故障和表征橋梁運(yùn)營情況的物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和異常判斷，且及時(shí)以短信和電子郵件的方式向相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警信息，形成更可靠的橋梁健康監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，具有實(shí)用性的推廣價(jià)值。
【專利說明】
一種基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于橋梁健康監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]SCADA(Supervisory Control And Data Acquisit1n，數(shù)據(jù)米集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的分布式控制系統(tǒng)與自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)已成為電力、橋梁、冶金、隧道、石油等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等不可缺少的工具，具有數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等功能。
[0003]橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一項(xiàng)集設(shè)備安裝、數(shù)據(jù)采集處理、軟件開發(fā)等多項(xiàng)任務(wù)于一體的裝置，該系統(tǒng)在評(píng)價(jià)橋梁的安全使用方面起著至關(guān)重要的作用，是橋梁管理和養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵部分。傳統(tǒng)的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在諸多問題，如設(shè)備成本較高，在線監(jiān)測(cè)不實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，監(jiān)測(cè)效率低，報(bào)警信息時(shí)效性和準(zhǔn)確度差，報(bào)警信息和相關(guān)的不正常信息不能快速通知相關(guān)人員。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)的上述問題亟待解決。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于此，為降低監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，延長系統(tǒng)的工作壽命，提升報(bào)警的效率，本實(shí)用新型提出一種基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、成本低、便于維護(hù)、實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備故障和表征橋梁運(yùn)營情況的物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和異常判斷，且及時(shí)以短信和電子郵件的方式向相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警信息，形成更可靠的橋梁健康監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，具有實(shí)用性的推廣價(jià)值。
[0006]本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)一種基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光纖光柵傳感器單元、光纖光柵解調(diào)儀、通信服務(wù)器、SCADA平臺(tái)，光纖光柵傳感器單元通過光纜連接于光纖光柵解調(diào)儀的光通道，光纖光柵解調(diào)儀通過通信服務(wù)器與SCADA平臺(tái)相連；
[0007]其中，光纖光柵傳感器單元用于監(jiān)測(cè)表征橋梁運(yùn)營狀況的物理量；
[0008]光纖光柵解調(diào)儀，用于解調(diào)光纖光柵傳感器單元返回的波長信號(hào)；
[0009]SCADA平臺(tái)，用于接收、處理、存儲(chǔ)、顯示光纖光柵解調(diào)儀發(fā)出的解調(diào)數(shù)據(jù)，并基于該解調(diào)數(shù)據(jù)分析橋梁的運(yùn)營狀況，實(shí)現(xiàn)橋梁的健康監(jiān)測(cè)。
[0010]進(jìn)一步的，光纖光柵傳感器可以為光纖光柵應(yīng)變傳感器、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀、光纖光柵傾斜計(jì)、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵壓力傳感器當(dāng)中的一種或多種。
[0011 ]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]I)優(yōu)選光纖光柵傳感器作為主要的數(shù)據(jù)采集元件，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，它不受電磁干擾、無系統(tǒng)零飄現(xiàn)象、靈敏度高、響應(yīng)快，可實(shí)現(xiàn)長距離的監(jiān)測(cè)，適合條件惡劣的野外使用。
[0013]2)為滿足不同橋梁的監(jiān)測(cè)需要，本系統(tǒng)可針對(duì)不同橋梁的監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同，對(duì)系統(tǒng)的光纖光柵傳感器單元中傳感器的數(shù)量和類型靈活配置，形成諸多監(jiān)測(cè)通道。
[0014]3)本系統(tǒng)工作過程中，SCADA平臺(tái)監(jiān)視光纖光柵傳感器和光纖光柵解調(diào)儀的運(yùn)行情況，其發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào);SCADA平臺(tái)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)表征橋梁運(yùn)營情況的物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和異常判斷，對(duì)異常情況分析判斷后發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0015]4)進(jìn)一步地，上述的報(bào)警信號(hào)都能以短信和電子郵件的方式通知相關(guān)人員，進(jìn)而及時(shí)得知報(bào)警信息，所述的短信報(bào)警方式無需使用第三方聊天軟件，直接將報(bào)警信息發(fā)送相關(guān)人員的手機(jī)，不受網(wǎng)絡(luò)連接情況的限制。這種報(bào)警方式成本低且縮短了故障處理時(shí)間，為監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:1、光纖光柵傳感器單元，2、光纖光柵解調(diào)儀，3、通信服務(wù)器，4、SCADA平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]如圖1所示，為本實(shí)用新型的基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光纖光柵傳感器單元、光纖光柵解調(diào)儀、通信服務(wù)器、SCADA平臺(tái)，光纖光柵傳感器單元通過光纜連接于光纖光柵解調(diào)儀的光通道，光纖光柵解調(diào)儀通過通信服務(wù)器與SCADA平臺(tái)相連；
[0020]其中，光纖光柵傳感器單元用于監(jiān)測(cè)表征橋梁運(yùn)營狀況的物理量；
[0021]根據(jù)橋梁實(shí)際監(jiān)測(cè)的需要，光纖光柵傳感器單元可以有一條或多條光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)通道，形成分布式傳感網(wǎng)絡(luò)。若存在多條光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)通道時(shí)，多條光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)通道并行接入光纖光柵解調(diào)儀的光通道。光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)通道可以同時(shí)對(duì)橋梁的應(yīng)變、溫度、撓度、所承受的壓力、傾斜角度等物理量中一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而每個(gè)光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)通道由一個(gè)或多個(gè)光纖光柵傳感器采用光纖熔接技術(shù)或光纖連接器串接到一根光纜組成。
[0022]其中，光纖光柵傳感器包括光纖光柵應(yīng)變傳感器、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀、光纖光柵傾斜計(jì)、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵壓力傳感器等的一種或幾種。光纖光柵傳感器的類型不僅限于上述幾種，傳感器通常布設(shè)在橋梁、橋墩或橋梁其它地方。
[0023]光纖光柵解調(diào)儀，用于解調(diào)光纖光柵傳感器單元返回的波長信號(hào)；常安放在隧管站，可擴(kuò)展到16個(gè)光通道。
[0024]SCADA平臺(tái)，用于接收、處理、存儲(chǔ)、顯示光纖光柵解調(diào)儀發(fā)出的解調(diào)數(shù)據(jù)，基于該解調(diào)數(shù)據(jù)分析橋梁的運(yùn)營狀況，實(shí)現(xiàn)橋梁的健康監(jiān)測(cè)。當(dāng)設(shè)備故障和表征橋梁運(yùn)營情況的物理量異常時(shí)，發(fā)送報(bào)警信息并告知異常情況的相關(guān)信息。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理如下:光纖光柵解調(diào)儀內(nèi)置的可調(diào)諧激光光源發(fā)出的光入射到光纖光柵傳感器單元中的每個(gè)光纖光柵傳感器，光纖光柵傳感器反射的波長信號(hào)通過光纜再傳輸回光纖光柵解調(diào)儀進(jìn)行解調(diào)，即根據(jù)傳感器波長響應(yīng)的特征參數(shù)計(jì)算檢測(cè)點(diǎn)的溫度、應(yīng)變、應(yīng)力等物理參數(shù)。SCADA平臺(tái)通過通信服務(wù)器實(shí)時(shí)地接收、處理、存儲(chǔ)、顯示光纖光柵解調(diào)儀發(fā)出的解調(diào)數(shù)據(jù)，基于該解調(diào)數(shù)據(jù)分析橋梁的運(yùn)營狀況，實(shí)現(xiàn)橋梁的健康監(jiān)測(cè)。
[0026]當(dāng)設(shè)備故障和表征橋梁運(yùn)營情況的物理量異常時(shí)，SCADA平臺(tái)以短信和電子郵件的方式向相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警信息。若設(shè)備出現(xiàn)故障，報(bào)警信息會(huì)顯示哪一設(shè)備故障;若是表征橋梁運(yùn)營情況的物理量達(dá)到預(yù)先設(shè)置的閾值，報(bào)警信息會(huì)告知異常發(fā)生的位置，提高故障檢修效率。
[0027]綜上所述，上述橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、成本低、便于維護(hù)、實(shí)用性強(qiáng)，能夠?qū)υO(shè)備故障和表征橋梁運(yùn)營情況的物理量異常判斷及時(shí)以短信和電子郵件的方式向相關(guān)人員發(fā)送報(bào)警信息，形成更可靠的橋梁健康監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，滿足了橋梁健康監(jiān)測(cè)的需要，適合條件惡劣的野外使用。
[0028]本實(shí)用新型中應(yīng)用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于SCADA的橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括光纖光柵傳感器單元、光纖光柵解調(diào)儀、通信服務(wù)器、SCADA平臺(tái)，光纖光柵傳感器單元通過光纜連接于光纖光柵解調(diào)儀的光通道，光纖光柵解調(diào)儀通過通信服務(wù)器與SCADA平臺(tái)相連； 其中，光纖光柵傳感器單元用于監(jiān)測(cè)表征橋梁運(yùn)營狀況的物理量； 光纖光柵解調(diào)儀，用于解調(diào)光纖光柵傳感器單元返回的波長信號(hào)； SCADA平臺(tái)，用于接收、處理、存儲(chǔ)、顯示光纖光柵解調(diào)儀發(fā)出的解調(diào)數(shù)據(jù)，并基于該解調(diào)數(shù)據(jù)分析橋梁的運(yùn)營狀況，實(shí)現(xiàn)橋梁的健康監(jiān)測(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，光纖光柵傳感器可以為光纖光柵應(yīng)變傳感器、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀、光纖光柵傾斜計(jì)、光纖光柵位移傳感器、光纖光柵壓力傳感器當(dāng)中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK205664875SQ201620548401
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】曹桂芳, 賈磊, 周曉旭, 楊瑩, 張佳鵬, 白磊, 邵利君, 郭曉澎, 劉志英
【申請(qǐng)人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心（有限公司）