光纤法-布应变传感器在桥梁状态监测中的应用

光纤法-布(F-P)应变传感器具有稳定性好、精度高、抗电磁干扰能力强等特点,在桥梁结构状态监测中得到日益广泛的应用.介绍了F-P应变传感器的基本原理、结构及系统,并将该系统实际应用于大桥结构状态监测中.测量结果表明:光纤F-P应变传感器的测量数据能够有效地反映桥梁结构混凝土内部受温度影响的应变变化,测量系统运行正常有效.     

无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用

桥梁的安全运营,是关系到国计民生的大事.因此,桥梁结构健康监测系统正成为国内外学术界和工程界的研究热点.无线传感器网络由于安装方便、维护成本低和部署灵活等特点,已被广泛应用于桥梁健康监测系统中.对现有的基于无线传感器网络的桥梁健康监测系统进行综述,依次介绍了各个子系统中的基本原理和典型方法,并结合多个具体实例分析了系统中的关键技术,最后总结了已有系统中存在的问题和未来的研究方向.     

传感器在桥梁健康监测中的优化布设研究

介绍了传感器最优布设在桥梁健康监测中的应用研究,提出了一整套传感器优化布设的方案。试验结果表明:本方案能够迅速有效地从一个自由度复杂的结构模型中选择出最优的传感器布设位置。     

无线传感器网络在桥梁健康监测中的应用研究

针对无线传感器网络技术在桥梁结构健康监测中的应用,研究并开发了基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统.采用能量均衡分簇路由算法、时间同步算法和能量管理算法,组建了低功耗、节点能量消耗均衡、具有多跳路由结构的无线传感器网络.同时,应用加速度传感器检测桥梁振动的加速度数据,通过FFT变换由加速度数据得到桥梁的固有频率,并根据固有频率分析桥梁的健康状况.系统在公路高架桥中进行了应用试验,试验结果表明,系统便携性好,监测数据可靠.     

在根弦式传感器在桥梁安全监测系统中的应用

振弦式传感器基于钢弦频率随钢丝张力变化的原理而工作,具有分辨力高、抗干扰能力强、测值可靠和稳定性好,体积小等特点。是一种非常有发展前景的土工观测传感器类型。本文在阐述该传感器的工作原理基础上,详细介绍了FWC2000型振弦式网络测量系统及其测试原理,以及在桥梁安全监测中的应用情况。     

基于桥梁健康监测的传感器优化布设

为了利用尽可能少的传感器,来获取最可靠及最全面的桥梁健康状况信息,必须对传感器进行最优布设,从而实现对结构状态改变信息的最优采集.实验结果表明:本文所提出的方案能够迅速有效地从一个自由度复杂的结构模型中,选择出最优的传感器布设位置.     

网络化远程桥梁健康状态监测系统的设计

本文主要论述了网络化远程桥梁健康状态长期监测系统的设计方法,介绍它的硬件结构、软件设计以及系统功能,本系统利用网络传感器、以太网技术,在LabVIEW平台上实现了现场数据的网络化远程传输、实时数据显示、分析、监控和数据管理。监测系统积累的信息资料能够为大桥(连续钢桁梁)设计理论的完善和规范的修订、结构的养护维修及疲劳剩余寿命的评估提供重要依据。     

ZigBee无线网络技术在桥梁监测系统中的应用设计

通过对桥梁无线监测系统的分析,在研究ZigBee的IEEE802.15.4标准通信协议的基础上,提出了基于ZigBee无线传感器网络的桥梁监测系统架构,设计了桥梁无线网络监测系统数据采集与传输的软硬件,实现了监测信号的获取和无线传输。     

卡尔曼滤波在桥梁健康监测中的应用

针对传统的桥梁自动损伤识别方法中数据精度的不足,提出运用振弦式应变传感器来获取应变模态指标,采用卡尔曼滤波信号处理方法来提高测量精度,抑制低频噪声,仿真结果表明了本滤波方法的有效性。     

ARM CPU在桥梁挠度监测系统中的应用

基于ARMCPULPC2132的光电液位挠度传感器的硬件构成、原理及性能分析。以山西高速公路小沟特大桥的安全监测系统为实例,具体介绍本传感器的使用情况。     

面向装备健康状态监测的传感器布置优化研究

为了更好地对装备进行健康管理,从状态监测传感器布置优化的角度开展研究,在分析主要影响因素的基础上,利用传感器对故障状态的平均综合敏感度进行优化,同时考虑成本、故障率和漏检危害性作为约束条件,利用蚁群算法进行最优解的计算,实现传感器类型、数量和布点位置的优化,提高状态监测的可靠性,为装备健康管理奠定基础。     

嵌入式公路健康监测传感器系统设计

针对公路健康监测系统监测参数多、监测范围广、实时性要求高及有线监测布线困难且易损坏等特点,设计了一种无线传输的嵌入式公路健康监测系统.该系统采用三层式结构设计,由数据采集节点、中继节点及监测中心组成;利用多传感器集成技术、单片机智能控制技术及组态王控制系统开发技术等进行软硬件构建,通过无线射频技术和数据传输装置(DTU)模块进行层间通信,最终实现对路基内部温度、湿度、压力、应变及加速度信息的实时采集与处理.初步实验结果表明:系统在4km范围内工作稳定可靠,可以满足中远距离公路监测传输需要.     

桥梁监测无线传感压电电源

提出了一种桥梁无线传感压电陶瓷电源,分析了压电陶瓷电源的能量计算,制作了压电陶瓷电源的模型并进行了加速度(载荷)的测试实验。得到了该电源在不同加速度(载荷)下的能量输出,输出电能与载荷脉冲作用速度的关系。研究结果表明压电陶瓷电源满足桥梁无线传感能量供应的要求。     

矿井提升装备健康状态监测系统设计

针对现有矿井提升装备健康状态监测系统采取单一的信号进行状态监测,易出现误判的问题,设计了基于信号融合的矿井提升装备健康状态监测系统。该系统分别采集矿井提升装备运行过程中的主轴扭矩信号、轴承座振动信号及钢丝绳张力信号,使用决策级的信号融合方法在主控上位机中进行计算融合,并显示融合判断结果。测试结果表明,该系统能够有效监测矿井提升装备健康状态。     

桥梁结构健康监测数据分析平台的设计与实现

为了对桥梁结构健康状态进行评估、预测及预警,建立了桥梁结构健康监测数据分析平台.从平台设计方面介绍了系统部署、系统架构以及系统功能设计.针对硬件采集系统实际监测中具有多种参数不同数据格式,结合多线程技术,提出了一种统一的多数据格式转换方法.集成在线与离线评估平台,利用多种预测、评估方法反馈桥梁结构健康状态.实际应用结果表明了该平台和方法设计的可行性和有效性.     

人工鱼群算法在桥梁传感器优化配置中的应用

为了实现桥梁结构健康监测传感器的优化配置,用尽可能少的传感器获取尽可能多的反映桥梁结构健康状况的信息,将人工鱼群算法应用于一座拱桥的传感器配置中,利用人工鱼的三种典型行为,解决桥梁传感器优化配置问题。结果表明,人工鱼群算法自适应能力强,收敛精度高,可以实现桥梁结构健康监测传感器优化配置。     

IEEE1451标准智能传感器中网络应用处理器的实现

IEEE1451智能传感器接口标准为网络化传感器的互操作性与互换性提供了解决方案,在该协议的基础上,研制了系列IEEE1451标准网络化智能传感器,关键模块包括网络应用处理器(NCAP)和智能传感器模块(STIM)。详细介绍NCAP的实现方法;重点讨论关键技术的实现及其注意事项,最后,给出测试结果。通过实际测试,NCAP符合IEEE1451国际标准,传输速率达到8Mb it/s以上,能够应用于大型分布式测控领域。     

应用于桥梁监控的无线传感器网络MAC协议

为保证监控桥梁任务的实时性,提出了一种多优先级多信道的无线传感器网络MAC(MPMC-MAC)协议。MPMC-MAC协议结合节点接收的数据类型和节点发送信息频率为其分配优先级,再根据优先级及信道状况对节点进行信道分配,以确保优先级高的节点优先发送数据。当信道冲突或节点通信受到干扰导致信息需要重传时,采用信道再分配技术。该技术主要根据节点的优先级、节点的剩余能量及其重传次数重新对节点分配信道,保证了信道分配的公平性。另外,该协议通过动态调整节点的活跃周期和睡眠周期的时长以节省能量,并减少传播时延。仿真结果表明,MPMC-MAC协议在网络吞吐量、平均传播时延以及节点的能量消耗等性能方面均优于Hybrid MAC(HyMAC)、Zebra MAC(ZMAC)及IEEE802.15.4 MAC协议。     

非平衡集成迁移学习模型及其在桥梁结构健康监测中的应用

在桥梁结构健康监测与状态评估过程中所获得的桥梁结构数据库常存在间断性异常或缺损,且不同样本分类数据不均匀,难以在信息缺失、数据分布失衡的情况下完成对桥梁结构健康的监测与状态评估.针对这一问题,在改进相似性度量函数的SOM聚类算法和非平衡集成迁移学习算法的基础上,提出了一种改进的迁移学习模型.通过对实际监测数据的分析,该迁移学习模型的分类精度随着目标数据集所占比例的不断增加而提高,验证了该模型的有效性和科学性.