結構安全遠程終端的製作方法

2023-06-13 04:57:26

專利名稱：結構安全遠程終端的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及遠程監控終端領域，特別是涉及一種應用於公路、鐵路等隧道結構的結構安全遠程終端。
背景技術：
關於公路、鐵路等隧道在營運期間對其主體結構的長期安全性監控，到目前為止， 世界範圍內的各種研究均處於起步階段。而引起這類研究蓬勃發展的則是隧道出現的各種病害嚴重影響了其使用功能。隧道建成後，其運營期間主體結構的安全性檢測一直以來都是採用人工檢測的方法，即定期對隧道結構進行檢查或是在隧道出現特殊情況時再進行檢測評估。因此，許多關於隧道安全度的檢測手段及評價方法大部分都屬於事後定性的分析研究。隨著傳感器技術、數據傳輸技術、計算機軟硬體技術、信號分析處理技術的迅速發展，在我國土木工程的其它領域中(如橋梁領域、水工領域)逐步建立了基於計算機的能夠自動、連續甚至實時監測的具有高性價比的遠程監控系統。但在隧道領域，特別是公路隧道中，由於缺乏智能化的結構安全數據採集處理與傳輸終端，很難實現對隧道結構安全性的遠程監控。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構安全遠程終端，可以智能採取數據，並傳輸給遠程控制中心計算機，從而很好地實現遠程監控的作用。為解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的一種結構安全遠程終端，包括CPU模塊、數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊和數據上傳接口，所述數據採集模塊連接有安全參數傳感器，所述數據採集模塊與所述預處理模塊連接，所述預處理模塊分別與所述數據上傳接口和所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸入端連接，所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸出端與所述數據上傳接口連接，所述CPU模塊分別與所述數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊和數據上傳接口連接。進一步技術方案，所述安全參數傳感器包括壓力盒、水壓計、應變計和錨杆軸力計。更進一步技術方案，所述數據上傳接口通過與所述CPU模塊連接的RS232、RS485、 RS422、乙太網或光纖與遠程控制計算機連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是能夠連續實時地對隧道結構安全性能進行數據採集並將採集的原始數據傳輸至遠程控制中心計算機，實現了隧道結構安全性的實時遠程監測；既實現了在隧道營運期對結構安全性的實時監控，又減輕了人為手動檢測的勞動強度以及避免人為因素導致檢測數據的偏差，還能夠將隧道截面採集到的數據通過常規隧道結構安全性評估算法計算出該隧道截面的安全性評估數據，並將評估數據上傳至遠程控制中心計算機作出綜合安全性評估；本實用新型的結構安全遠程終端，不僅可以應用在公路、鐵路隧道等領域，還可應用在其他建築結構的安全測量領域，非常具有實用性。

圖1為本實用新型結構安全遠程終端的原理方框圖。
具體實施方式

以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。如圖1所示，一種結構安全遠程終端，包括CPU模塊、數據採集模塊和預處理模塊。 所述CPU模塊分別與數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊、數據上傳接口和RS232、RS485、RS422、乙太網或光纖連接。所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸入端與所述預處理模塊的其中一信號輸出端連接，所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸出端與數據上傳接口的其中一信號輸入端連接。所述數據採集模塊連接有安全參數傳感器，所述安全參數傳感器包括壓力盒、水壓計、應變計和錨杆軸力計，所述數據採集模塊的輸出端與所述預處理模塊的輸入端連接，數據採集模塊採集到壓力盒、水壓計、應變計和錨杆軸力計收集到的各種數據信號，然後將信號傳輸給預處理模塊。所述預處理模塊將數據採集模塊收集到數據進行數字濾波、誤差修正，然後再通過預設的數字算法將其轉換成原始數據，經過預處理模塊輸出的數據再傳輸給遠程控制中心計算機。更進一步地， 所述壓力盒採集到的數據為隧道的層間壓力數據，所述水壓計採集到的數據為水壓的原始數據，所述錨杆軸力計採集到的數據為軸力的原始數據，所述應變計則換算成軸力和彎矩。 更進一步地，所述預處理模塊輸出的原始數據分為兩路，一路直接通過數據上傳接口以與所述CPU模塊連接的RS232、RS485、RS422、乙太網或光纖的方式將數據傳輸至遠程控制中心計算機，供遠程控制中心計算機對原始數據進行複雜的分析處理，另一路則通過常規隧道結構安全性評估算法模塊處理後得出該隧道截面的安全評估數據，評估數據再通過數據上傳接口以與所述CPU模塊連接的RS232、RS485、RS422、乙太網或光纖的方式傳輸至遠程控制中心計算機。所述遠程控制中心計算機中裝有實時數據顯示及實時數據處理的監控軟體，並設有數據通信模塊，該數據通信模塊與預處理模塊中的數據通信模塊連接。上述實施例中，通常情況下公路隧道的每個截面上壓力盒、水壓計和應變計各有5 個，1根錨杆軸力計需要3 4個通道。每個遠程監控系統的終端CPU自帶有16個通道，通過DO擴展最多可以對48個數據採集模塊進行監測。本實用新型的結構安全遠程終端，不僅可以應用在公路、鐵路隧道等領域，還可應用在其他建築結構的安全測量領域，因此，本實用新型非常具有實用性。最後需要說明的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，而不是對本實用新型技術方案的限定，任何對本實用新型技術特徵所做的等同替換或相應改進，仍在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種結構安全遠程終端，其特徵在於包括CPU模塊、數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊和數據上傳接口，所述數據採集模塊連接有安全參數傳感器，所述數據採集模塊與所述預處理模塊連接，所述預處理模塊分別與所述數據上傳接口和所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸入端連接，所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸出端與所述數據上傳接口連接，所述CPU模塊分別與所述數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊和數據上傳接口連接。
2.根據權利要求1所述的結構安全遠程終端，其特徵在於所述安全參數傳感器包括壓力盒、水壓計、應變計和錨杆軸力計。
3.根據權利要求1所述的結構安全遠程終端，其特徵在於所述數據上傳接口通過與所述CPU模塊連接的RS232、RS485、RS422、乙太網或光纖與遠程控制計算機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種結構安全遠程終端，包括CPU模塊、數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊和數據上傳接口，所述數據採集模塊連接有安全參數傳感器，所述數據採集模塊與所述預處理模塊連接，所述預處理模塊分別與所述數據上傳接口和所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸入端連接，所述常規隧道結構安全性評估算法模塊的輸出端與所述數據上傳接口連接，所述CPU模塊分別與所述數據採集模塊、預處理模塊、常規隧道結構安全性評估算法模塊和數據上傳接口連接。本實用新型實現了隧道結構安全性的實時遠程監測。
文檔編號G05B19/418GK202075609SQ20112014431
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月9日 優先權日2011年5月9日
發明者何川, 倪偉, 劉榮, 宋海兵, 王茜, 羅江勇, 許雯, 邵璀華, 金朝輝, 陳睿, 黃新胡 申請人:成都金隧自動化工程有限責任公司