[发明专利]一种混凝土结构开裂监控系统及其开裂监控方法

权利要求书

1.一种混凝土结构开裂监控系统，其特征在于，包括数据采集器、数据处理装置以及埋设在混凝土结构内部的传感器组；其中，

所述传感器组由至少四个传感器构成，每个传感器分别设置在混凝土结构内部的不同位置，用于检测所述混凝土结构中的振动信号；

所述数据采集器，用于将各个传感器所检测到的振动信号传输至所述数据处理装置；

所述数据处理装置，用于判断传感器检测到的振动信号是否为混凝土结构开裂的特征信号，以及当所述振动信号为所述特征信号时，分别记录各个传感器检测到所述特征信号的时间信息，并根据各个传感器在混凝土结构中的位置信息和传感器之间检测到所述特征信号的时间差，计算出混凝土结构发生开裂的位置。

2.如权利要求1所述的混凝土结构开裂监控系统，其特征在于，所述数据采集器具有至少四个信号采集端口，所述传感器组中的各个传感器分别与一个信号采集端口连接；并且，所述数据处理装置将各个传感器的所述位置信息与其对应连接的所述信号采集端口相关联。

3.如权利要求1或2所述的混凝土结构开裂监控系统，其特征在于，所述传感器组由四个传感器构成，并且以传感器在混凝土结构中的位置为顶点，所述传感器组的空间结构呈三角锥体。

4.如权利要求3所述的混凝土结构开裂监控系统，其特征在于，所述传感器组设置在固定支架上，其中，所述固定支架由三根支条构成，并且三根支条具有一个公共点，支条间两两垂直；所述传感器组的四个传感器，其中一个设置在公共点，其余三个分别设置在不同的支条上。

5.如权利要求1所述的混凝土结构开裂监控系统，其特征在于，所述数据处理装置包括信号处理单元、时间记录单元、运算单元和存储单元；其中，

所述信号处理单元，用于对接收到的振动信号进行处理，转化为振幅数据和频率数据；

所述时间记录单元，用于在所述振动信号为所述特征信号时，分别记录各个传感器检测到所述特征信号的时间信息；

所述存储单元，用于缓存所述振幅数据和所述频率数据，以及保存各个传感器的位置信息和检测到所述特征信号的时间信息；

所述运算单元，用于根据所述振幅数据和所述频率数据，判断所述振动信号是否为混凝土结构开裂的特征信号，以及根据各个传感器的位置信息和传感器之间检测到所述特征信号的时间差，计算出混凝土结构发生开裂的位置。

6.一种利用如权利要求1～5之一所述的混凝土结构开裂监控系统的开裂监控方法，其特征在于，包括，

步骤1：在浇筑混凝土结构时，将由至少四个传感器构成的传感器组埋设在混凝土结构内部，并且每个传感器分别位于混凝土结构内部的不同位置，检测所述混凝土结构中的振动信号；

步骤2：采集各个传感器所检测到的振动信号，并判断传感器检测到的振动信号是否为混凝土结构开裂的特征信号，若所述振动信号为所述特征信号，分别记录下各个传感器检测到所述特征信号的时间信息，并根据各个传感器所在混凝土结构中的位置信息和传感器之间检测到所述特征信号的时间差，计算出混凝土结构发生开裂的位置。

7.如权利要求6所述的开裂监控方法，其特征在于，将所述传感器组中的各个传感器在混凝土结构中所述位置信息与其检测到的振动信号相关联。

8.如权利要求6或7所述的混凝土结构开裂监控方法，其特征在于，采用四个传感器构成所述传感器组，并使所述传感器组的空间结构呈三角锥体，其中，所述传感器在混凝土结构中的位置为所述三角锥体的顶点。

9.如权利要求8所述的开裂监控方法，其特征在于，将所述传感器组中的一个传感器定义为原点传感器，其余的三个传感器分别与所述原点传感器的连线两两垂直。

10.如权利要求6所述的开裂监控方法，其特征在于，采集到振动信号后，先对振动信号进行处理，将其转化为相应的振幅数据和频率数据，再根据所述振幅数据和所述频率数据，判断所述振动信号是否为混凝土结构开裂的特征信号，若所述振动信号为混凝土结构开裂的特征信号，则根据各个传感器的位置信息和传感器之间检测到所述特征信号的时间差，计算出混凝土结构发生开裂的位置。