[实用新型]无线远程控制的光纤传感结构健康监测系统

说明书

技术领域

    本实用新型涉及结构健康监测系统，尤其是一种无线远程控制的光纤传感结构健康监测系统。

背景技术   

结构监测方式方面：传统的结构安全检测方法是人工定期巡查，由专业人员临时装设传感器，收集相关状态信息，获得的信息拿回实验室进行分析，然后得出结果。这样做一方面很难做到及时准确地掌握结构状况，另一方面，由于建筑结构的复杂性，一般需检测的节点较多且分散，该种检测手段需耗费较多的人力，且每次都需重新安装传感器及重新布线，成本很高。随着科学技术的发展，出现了早期的信息化监测技术。它利用专线或专用网络将设备现场和控制中心连接起来，传感器采集到的状态信息按照一定的协议传送给控制中心。这种方式的特点是自成系统、数据传送快速安全，缺点是需要单独布设通信线路，当距离很远时将大大增加工程的成本。近年来，随着通信技术和计算机技术的发展，使人们对结构的实时远程信息化监测成为可能。

结构监测系统方面：光纤传感结构健康监测系统采用光纤光栅传感器，与传统结构健康监测系统采用的传感器相比较，其具有抗电磁干扰、耐腐蚀、长寿命、可实现远距离的监测与传输、使用期限内维护费用低等优点。同时它可以用来传感多种物理量和化学量，因此光纤传感结构健康监测系统非常适合土木工程结构的长期实时监测。然而该系统同时还存在以下问题：首先，光纤光栅传感器输出信号为光信号，因此在建立无线远程光纤传感结构健康监测系统时，无法同传统无线远程健康监测系统一样将传感器采集的电信号直接通过无线网络传至监控中心。其次，光纤传感结构健康监测系统所特有的设备—光纤光栅解调系统价格昂贵，如和传统无线远程健康监测系统一样长期不间断的工作必将使其加速老化，影响使用寿命，从而导致整体监测成本的大幅上升。因此需要在无需进行结构健康监测的情况下，对解调系统进行关闭维护，以延长整个光纤传感结构健康监测系统的服役周期。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有光纤传感结构健康监测系统较难实现无线远程监测及光纤光栅解调系统长期不间断运行容易老化的问题，提供一种使用寿命长、不受地域限制、系统构架简单、成本低廉且使用方便的无线远程控制的光纤传感结构健康监测系统。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：无线远程控制的光纤传感结构健康监测系统，其特征在于：它包括现场光纤传感结构健康监测系统及远程监控终端，所述的现场光纤传感结构健康监测系统包括光纤光栅传感网络、与所述光纤光栅传感网络相连的光纤光栅解调仪、与所述光纤光栅解调仪连接的数据采集计算机、与所述光纤光栅解调仪和所述数据采集计算机均连接的GSM远程控制电源开关及与所述数据采集计算机连接的GSM计算机远程开/关机卡和无线上网卡；

所述的远程监控终端包括至少一个远程控制手机及多个远程监控计算机，所述的远程控制手机通过GSM网络与GSM远程控制电源开关和GSM计算机远程开/关机卡进行通讯，所述的远程监控计算机通过无线网络与数据采集计算机进行通讯。

基于光纤传感结构健康监测系统较难实现无线远程监测的问题，本实用新型先将光纤光栅传感网络的光信号通过现场布置的光纤光栅解调仪进行集中解调成电信号，然后将电信号储存在数据采集计算机上，最后通过远程监控计算机远程控制数据采集计算机，即可实时了解当前结构的运行状况，并将监测数据发送至远程监控计算机，从而实现了光纤传感结构健康监测系统的无线远程监测；基于光纤光栅解调系统长期不间断运行容易老化的问题，本实用新型通过在数据采集计算机内安装GSM计算机远程开/关机卡远程控制该计算机的开、关机，通过GSM远程控制电源开关远程控制光纤光栅解调仪电源的开关，从而实现在需要的时候可自动开启或关闭解调系统，以利于光纤光栅解调系统的维护，以延长其服役周期。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征：

所述的光纤光栅传感网络由埋设在土木工程结构构件内部或粘贴在土木工程结构构件表面的多个串联在一起的光纤光栅传感器组成。

所述的光纤光栅传感器为光纤光栅应力传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅压力传感器、光纤光栅加速度传感器或光纤光栅位移传感器。

所述的GSM远程控制电源开关和所述的GSM计算机远程开/关机卡内均装有与远程控制手机配合使用的SIM卡，所述的GSM远程控制电源开关与220V电源连接。

本实用新型的无线远程控制的光纤传感结构健康监测系统使用寿命长、不受地域限制、系统构架简单、成本低廉且使用方便，能广泛地使用于实际工程中。