偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)及其振動監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括激光發(fā)射器、光纖耦合器、光纖、步進(jìn)電機(jī)、平面鏡、光纖準(zhǔn)直鏡、光電探測器和信號發(fā)送模塊，激光發(fā)射器發(fā)射的激光經(jīng)過光纖耦合器后分散成多束激光，其中第一束激光通過光纖照射在可轉(zhuǎn)動的平面鏡上，激光在平面鏡上發(fā)生反射，反射激光照射在橋梁的底面形成一條直線；第二束激光通過光纖分別發(fā)送到多個光電探測器中；光電探測器還接收橋梁底面激光的散射信號并將該信號與從光纖接收到的激光信號一起發(fā)送到信號發(fā)送模塊中。本發(fā)明還提供一種偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測方法，該系統(tǒng)及其振動監(jiān)測方法可以不設(shè)置與橋梁接觸，從而可以利用太陽能電池板進(jìn)行供電可以實現(xiàn)電能的自給自足，并且結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易。
【專利說明】
偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)及其振動監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別涉及一種用于偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)及其振動監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁的振動檢測是檢驗橋梁安全的一個重要指標(biāo)，橋梁的振動信息可以反映出橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和橋梁的耐久性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁的建設(shè)越來越多，因此對于橋梁的安全監(jiān)測顯得更加重要。
[0003]目前橋梁振動的檢測主要是在橋梁上面安裝傳感器和一些測量設(shè)備來測量橋梁的振動，但是這種方法在測量時容易受橋梁上交通的影響，并且十分危險。而通過激光可以實現(xiàn)非接觸遠(yuǎn)距離測量的目的，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多點的測量，更能準(zhǔn)確反映出橋梁的振動信息。
[0004]例如在中國專利(申請?zhí)朇N200810150077.1)中公開了一種橋梁振動變形的監(jiān)測裝置，包括激光發(fā)射器、多個監(jiān)測點上同步光接收及傳遞裝置、集中控制及通訊裝置和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心等。當(dāng)激光器的發(fā)射光束照射到同步光接收及傳遞裝置中的反射透射棱鏡后，將按比例進(jìn)行分光，一部分反射接收;一部分透射并往后傳遞照射到下一個測點同步光接收及傳遞裝置的反射透射棱鏡上。各同步光接收及傳遞裝置可以對該測點的變形量(光斑位移量)進(jìn)行采集、存儲和數(shù)據(jù)上傳。該裝置需要在橋梁上安裝多個反射透射棱鏡，屬于接觸式監(jiān)測，安裝較為復(fù)雜，成本高，且影響橋梁的通行。
[0005]在中國專利(申請?zhí)?CN201520084412.8)中公開了一種基于激光的橋梁振動檢測裝置，該裝置包括相互連接的測試箱和計算機(jī)，測試箱的內(nèi)部設(shè)置有光纖激光發(fā)射器、第一光纖耦合器、第一光纖準(zhǔn)直鏡、第二光纖準(zhǔn)直鏡、第二光纖耦合器、光電探測器、高頻信號采集儀和激光筆;激光筆位于第一光纖準(zhǔn)直鏡和第二光纖準(zhǔn)直鏡之間;光纖激光發(fā)射器、第一光纖耦合器和第一光纖準(zhǔn)直鏡順次連接，第二光纖準(zhǔn)直鏡、第二光纖耦合器、光電探測器和高頻信號采集儀順次連接。然而該裝置僅能接收一個點得振動信息，當(dāng)需要多點測量時，需要多套該裝置配合使用。
[0006]另外，現(xiàn)在的測量設(shè)備只適合在容易供電的地方應(yīng)用，在一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)，由于不容易實現(xiàn)電能的供應(yīng)，導(dǎo)致測量的無法進(jìn)行，因此需要發(fā)明一種能夠自己供電的測量裝置，避免環(huán)境的艱苦而影響測量的進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了解決如前所述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于提供一種偏遠(yuǎn)地區(qū)橋梁的多點振動監(jiān)測系統(tǒng)，不僅能實現(xiàn)在偏遠(yuǎn)地區(qū)電能的自給自足，還能夠通過一套監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)橋梁的多點振動測量，并且通過無線發(fā)送接收模塊實現(xiàn)信息的傳輸，通過單片機(jī)實現(xiàn)信息的存儲和通過Gsm短信模塊運用手機(jī)信號網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離警報功能。
[0008]具體而言，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括激光發(fā)射器、光纖耦合器、光纖、步進(jìn)電機(jī)、平面鏡、光纖準(zhǔn)直鏡、光電探測器和信號發(fā)送模塊，其中所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光經(jīng)過光纖耦合器后分散成多束激光，其中第一束激光通過光纖照射在平面鏡上，激光在平面鏡上發(fā)生反射形成反射激光，所述反射激光照射在橋梁的底面;第二束激光通過光纖分別發(fā)送到多個光電探測器中；所述平面鏡能夠轉(zhuǎn)動，使得其反射激光在橋梁的底面形成至少覆蓋橋梁全部長度的直線;所述光電探測器還接收所述橋梁底面激光的散射信號，并將所述散射信號與從光纖接收到的激光信號一起發(fā)送到信號發(fā)送模塊中。
[0009]進(jìn)一步，所述平面鏡為雙面鏡，其固定在金屬框架上并在步進(jìn)電機(jī)控制下可以沿著金屬框架的中心線旋轉(zhuǎn)，并通過減速器控制轉(zhuǎn)速。
[0010]可優(yōu)選的是，本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)還包括太陽能產(chǎn)生裝置用于給系統(tǒng)供電。
[0011]可優(yōu)選的是，所述太陽能產(chǎn)生裝置包括電陽能電池板、箱體、蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器，太陽能電池板設(shè)置在支架上;所述箱體分成左側(cè)部分和右側(cè)部分，所述左側(cè)部分環(huán)繞蓄電池填充有保溫材料，箱體的里面為塑料材質(zhì)，防止蓄電池中酸性物質(zhì)的腐蝕，并設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，還設(shè)有進(jìn)線口和出線口分別用于電池板和所述振動監(jiān)測系統(tǒng)的電線連接;所述右側(cè)部分內(nèi)設(shè)置有過充過放控制器，用于控制蓄電池的充放電，還設(shè)置有DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換到合適的數(shù)值分別給所述測量裝置以及信號處理裝置供電。
[0012]可優(yōu)選的是，所述箱體設(shè)置在所述電池板與支架之間構(gòu)成的內(nèi)部空間中。
[0013]可優(yōu)選的是，在所述橋梁底面的反射激光上均勻的設(shè)定五個點，相應(yīng)設(shè)置五個光電探測器，使經(jīng)過平面鏡的反射激光經(jīng)過橋梁的散射正好被光電探測器接收，每個光電探測器和一個光纖準(zhǔn)直鏡相連接，由光電探測器傳過來的激光都經(jīng)過光纖準(zhǔn)直鏡校準(zhǔn)。
[0014]可優(yōu)選的是，還包括無線接收模塊，用于接收和處理所述信號發(fā)送模塊發(fā)送的信號，所述處理至少包括:降噪，去除掉振動以外的噪聲信號;放大，對其微弱信號進(jìn)行放大，然后對其數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，當(dāng)振動幅值超過一定的理論值時，通過Gsm短信模塊對指定裝置發(fā)送信息通知。
[0015]可優(yōu)選的是，所述激光發(fā)射器、光纖耦合器、光纖、步進(jìn)電機(jī)、平面鏡、光纖準(zhǔn)直鏡、光電探測器和信號發(fā)送模塊設(shè)置在同一個箱體中，該箱體設(shè)置有多個光電探測器的安裝孔，光電探測器的接收部分從所述安裝孔伸出所述箱體，所述箱體至少具有一條縫隙以允許平面鏡的反射激光的射出，該縫隙的長度至少使得所述反射激光能在所述平面鏡轉(zhuǎn)動的過程中覆蓋全部的橋梁長度，并且所述縫隙的長度是可調(diào)節(jié)的。
[0016]此外，本發(fā)明還提供了一種偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0017]配置振動監(jiān)測系統(tǒng)使其至少包括用于發(fā)射激光的激光發(fā)射器，用于將所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光照射到橋梁底面的平面鏡，配置所述平面鏡使得其能轉(zhuǎn)動從而將反射激光在橋梁底面形成一條直線;配置多個光電探測器，用于接收橋梁底面形成的激光的散射信號以及接收來自激光發(fā)射器的信號；
[0018]配置太陽能裝置，用于給所述振動監(jiān)測系統(tǒng)供電；
[0019]將橋梁底面形成的激光的散射信號以及接收到來自激光發(fā)射器的信號發(fā)送到信號發(fā)送模塊并進(jìn)一步將上述兩種信號發(fā)送到無線接收模塊；
[0020]在所述無線接收模塊中對信號進(jìn)行降噪、放大和存儲，通過對比上述兩者信號獲得橋梁振動幅值信息，當(dāng)振動幅值超過一定的理論值時，通過Gsm短信模塊對指定裝置發(fā)送?目息通知O
[0021]可優(yōu)選的是，本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測方法還包括配置步進(jìn)電機(jī)，用于通過減速器控制所述平面鏡的轉(zhuǎn)速;在所述橋梁底面上反射的激光線上均勻的設(shè)定五個點，相應(yīng)設(shè)置五個光電探測器，使經(jīng)過平面鏡反射的激光經(jīng)過橋梁的散射正好被光電探測器接收；
[0022]配置太陽能裝置使其包括，電陽能電池板、箱體、蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器，其中蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器配置在所述箱體中，所述箱體進(jìn)一步設(shè)置在電陽能電池板和支架之間形成的空間中。
[0023]本發(fā)明的測量裝置通過激光發(fā)射器產(chǎn)生第一束激光打在光纖耦合器上，激光通過光纖耦合器后分成多束激光，其中一束打在平面鏡上，通過平面鏡的反射照在橋梁的下方，由于橋梁的振動使照在橋梁上的光波發(fā)生頻移，發(fā)生頻移的光波被安放在特定位置的光電探測器接收，并且和通過光纖耦合器發(fā)來的參考光形成對比，進(jìn)而分析計算出橋梁的振動情況。由于平面鏡被步進(jìn)電機(jī)控制，可以實現(xiàn)平面鏡的旋轉(zhuǎn)，由于平面鏡角度的變化，使得照在橋梁上光斑的位置發(fā)生改變，通過多安放幾個光電探測器，可以實現(xiàn)對橋梁多點位置振動的測量，進(jìn)而能夠更加全面的了解掌握橋梁的整體振動情況。
[0024]信息的傳輸通過信號的無線發(fā)送模塊和無線接收模塊實現(xiàn)。通過單片機(jī)實現(xiàn)橋梁振動信息的處理和存儲，并且通過Gsm短信模塊，當(dāng)橋梁的振動幅值超過設(shè)定的理論值時能夠?qū)崿F(xiàn)警報功能
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0026]1、通過一套裝置就可以實現(xiàn)多點的測量。
[0027]2、通過太陽能電池板的供電可以實現(xiàn)電能的自給自足，可以減少環(huán)境和地理位置的限制，即使在非常偏遠(yuǎn)的地區(qū)，周邊沒有可以直接利用的電源依然能夠?qū)崿F(xiàn)對橋梁的監(jiān)測，增加本系統(tǒng)的可應(yīng)用范圍。
[0028]3、本系統(tǒng)通過平面鏡的旋轉(zhuǎn)，可以很容易實現(xiàn)對橋梁多點位置的測量，并且結(jié)構(gòu)簡單、安裝容易。
[0029]4、本系統(tǒng)采用無線發(fā)送接收模塊實現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸，能夠有效避免有線傳輸容易受到環(huán)境影響的弊端。
[0030]5、本系統(tǒng)通過采用Gsm短信模塊，當(dāng)橋梁的振動幅值超過設(shè)定的理論值時，通過該模塊可以向指定的號碼發(fā)送短信，實現(xiàn)橋梁遠(yuǎn)距離警報的功能。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的激光多點振動測量裝置示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)的平面鏡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的太陽能電池板供電裝置連接圖；
[0034]圖4為本發(fā)明本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的帶有支架的太陽能電池板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0036]圖6為本發(fā)明偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的信號處理流程圖。
[0037]【部分附圖標(biāo)記說明】
[0038]I激光發(fā)射器;2光纖耦合器;3光纖;4光纖準(zhǔn)直鏡;5步進(jìn)電機(jī);6平面鏡;7光電探測器;8信號發(fā)送模塊
【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0040]如圖1所示，本發(fā)明的偏遠(yuǎn)橋梁多點振動監(jiān)測系統(tǒng)的激光測量裝置包括激光發(fā)射器1、光纖親合器2、光纖3、步進(jìn)電機(jī)5、平面鏡6、光纖準(zhǔn)直鏡4、光電探測器7和信號發(fā)送模塊8。
[0041 ]激光發(fā)射器I發(fā)射第一束激光，打在光纖耦合器2上，然后分散成多束激光，其中第一束激光通過光纖3照射在平面鏡6上，激光在平面鏡6上發(fā)生反射，反射激光正好照射在橋梁17的底面。
[0042]如圖2所示，平面鏡6由步進(jìn)電機(jī)5控制，平面鏡6固定在金屬框架16上，金屬框架16可以沿著框架的中心線旋轉(zhuǎn)，并通過減速器得到合適的轉(zhuǎn)速。所述平面鏡為雙面鏡，兩面平面鏡背靠背的固定在金屬框架16上，因此旋轉(zhuǎn)180度就是一個周期。如圖1所示，由于平面鏡6的旋轉(zhuǎn)，使得顯示在橋梁17的底面上的是一條激光線，在這條線上均勻的設(shè)定五個點，然后在特定的位置放置五個光電探測器7，使經(jīng)過平面鏡6反射的激光經(jīng)過橋梁17的散射正好被光電探測器7接收。每個光電探測器7和一個光纖準(zhǔn)直鏡4相連接，由光纖3傳過來的激光經(jīng)過光纖準(zhǔn)直鏡4，照射到光電探測器中作為參考光，和經(jīng)橋梁散射的激光形成對比，進(jìn)而分析橋梁的振動情況。這種設(shè)置，使得僅需要一個激光發(fā)生器I就能實現(xiàn)所述監(jiān)測，并且該激光發(fā)生器不需要設(shè)置在橋梁上，因此不會影響橋梁的通行。
[0043]在一個實施例中，所述激光發(fā)射器1、光纖親合器2、光纖3、步進(jìn)電機(jī)5、平面鏡6、光纖準(zhǔn)直鏡4、光電探測器7和信號發(fā)送模塊8設(shè)置在同一個箱體中，該箱體設(shè)置有多個光電探測器7的安裝孔，光電探測器7的接收部分從所述安裝孔伸出所述箱體。所述平面鏡6也設(shè)置在箱體內(nèi)部，并且所述箱體至少具有一條縫隙以允許平面鏡反射的激光的射出，該縫隙的長度至少使得所述反射的激光能在所述平面鏡轉(zhuǎn)動的過程中全部覆蓋橋梁的長度。在一個優(yōu)選的實施例中，所述縫隙的長度是可調(diào)節(jié)的，這樣可以根據(jù)橋梁的長度和所述測量裝置的位置來合理確定縫隙的長度，確保橋的長度被旋轉(zhuǎn)鏡面反射的激光完全覆蓋。
[0044]光電探測器7接收到的信號全部由信號發(fā)送模塊8，發(fā)送到無線接收模塊中。信號處理的流程圖如圖6所示，無線接收模塊接收的光電信號經(jīng)過降噪，去除掉振動以外的噪聲信號，然后對其微弱信號進(jìn)行放大，然后對其數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，當(dāng)振動幅值超過一定的理論值時，通過Gsm短信模塊對特定的號碼發(fā)送短信進(jìn)行通知，實現(xiàn)對橋梁的預(yù)判和檢修，保證橋梁的可靠性，保障行人的安全。
[0045]參考光和帶有多普勒頻移的散射光在光電探測器上相干后，形成的電場強(qiáng)度的平方與光電探測器接收到的光強(qiáng)度成正比。兩光相干后的電場強(qiáng)度只與兩光的初始相位、振幅和兩束光的頻移差相關(guān)。通過散射體多普勒頻移的計算推導(dǎo)，橋梁的振動速度和頻移差成一定的正比關(guān)系，通過測量出頻移差，進(jìn)一步計算出橋梁的振動速度、位移以及橋梁的振動情況。
[0046]特別的，該無線接收模塊也可以是遠(yuǎn)程無線接收模塊。這將便于遠(yuǎn)程中心控制，同時監(jiān)測多個橋梁。
[0047]如圖3、圖5所示，為本發(fā)明系統(tǒng)的電能供應(yīng)裝置。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種自備能源的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)，包括電陽能電池板18、箱體19、蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器。如圖4所示，太陽能電池板18設(shè)置在支架15上，該支架可以是固定式支架也可以是追光式支架。當(dāng)采用追光式支架時可以全天候追蹤太陽位置，實現(xiàn)最大限度的接收太陽能。
[0048]在一個實施例中，如圖4、圖5所示，太陽能電池板18放在成45度的支架15上。箱體19分成兩部分，左面的部分填充保溫材料10，箱體19的里面為塑料材質(zhì)，防止蓄電池中酸性物質(zhì)的腐蝕，并設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 11和出風(fēng)口9，有利于酸性物質(zhì)的揮發(fā)。圓孔13為進(jìn)線口，圓孔14為出線口。電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后將電能存儲在蓄電池中，蓄電池連接過充過放控制器，控制蓄電池的充放電，增加蓄電池的使用壽命，通過DC-DC轉(zhuǎn)換器，將電壓轉(zhuǎn)換到合適的數(shù)值分別給測量裝置以及信號處理裝置供電。特別的，所述箱體19可以設(shè)置在電池板與支架15之間構(gòu)成的內(nèi)部空間中，由此可以充分利用空間，并且遮風(fēng)避雨、遮陽，有利于保護(hù)電池不受損壞。
[0049]最后應(yīng)說明的是:以上所述的實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括激光發(fā)射器、光纖耦合器、光纖、步進(jìn)電機(jī)、平面鏡、光纖準(zhǔn)直鏡、光電探測器和信號發(fā)送模塊，其特征在于:所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光經(jīng)過光纖耦合器后分散成多束激光，其中第一束激光通過光纖照射在平面鏡上，激光在平面鏡上發(fā)生反射形成反射激光，所述反射激光照射在橋梁的底面;第二束激光通過光纖分別發(fā)送到多個光電探測器中；所述平面鏡能夠轉(zhuǎn)動，使得其反射激光在橋梁的底面形成至少覆蓋橋梁全部長度的直線;所述光電探測器還接收所述橋梁底面激光的散射信號，并將所述散射信號與從光纖接收到的激光信號一起發(fā)送到信號發(fā)送模塊中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述平面鏡為雙面鏡，其固定在金屬框架上并在步進(jìn)電機(jī)控制下可以沿著金屬框架的中心線旋轉(zhuǎn)，并通過減速器控制轉(zhuǎn)速。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括太陽能產(chǎn)生裝置用于給系統(tǒng)供電。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能產(chǎn)生裝置包括電陽能電池板、箱體、蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器，太陽能電池板設(shè)置在支架上;所述箱體分成左側(cè)部分和右側(cè)部分，所述左側(cè)部分環(huán)繞蓄電池填充有保溫材料，箱體的里面為塑料材質(zhì)，防止蓄電池中酸性物質(zhì)的腐蝕，并設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，還設(shè)有進(jìn)線口和出線口分別用于電池板和所述振動監(jiān)測系統(tǒng)的電線連接;所述右側(cè)部分內(nèi)設(shè)置有過充過放控制器，用于控制蓄電池的充放電，還設(shè)置有DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換到合適的數(shù)值分別給所述測量裝置以及信號處理裝置供電。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述箱體設(shè)置在所述電池板與支架之間構(gòu)成的內(nèi)部空間中。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:在所述橋梁底面的反射激光上均勻的設(shè)定五個點，相應(yīng)設(shè)置五個光電探測器，使經(jīng)過平面鏡的反射激光經(jīng)過橋梁的散射正好被光電探測器接收，每個光電探測器和一個光纖準(zhǔn)直鏡相連接，由光電探測器傳過來的激光都經(jīng)過光纖準(zhǔn)直鏡校準(zhǔn)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:還包括無線接收模塊，用于接收和處理所述信號發(fā)送模塊發(fā)送的信號，所述處理至少包括:降噪，去除掉振動以外的噪聲信號;放大，對其微弱信號進(jìn)行放大，然后對其數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，當(dāng)振動幅值超過一定的理論值時，通過Gsm短信模塊對指定裝置發(fā)送信息通知。8.根據(jù)權(quán)利要求1-5和7中任意一項所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述激光發(fā)射器、光纖耦合器、光纖、步進(jìn)電機(jī)、平面鏡、光纖準(zhǔn)直鏡、光電探測器和信號發(fā)送模塊設(shè)置在同一個箱體中，該箱體設(shè)置有多個光電探測器的安裝孔，光電探測器的接收部分從所述安裝孔伸出所述箱體，所述箱體至少具有一條縫隙以允許平面鏡的反射激光的射出，該縫隙的長度至少使得所述反射激光能在所述平面鏡轉(zhuǎn)動的過程中覆蓋全部的橋梁長度，并且所述縫隙的長度是可調(diào)節(jié)的。9.一種偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: 配置振動監(jiān)測系統(tǒng)使其至少包括用于發(fā)射激光的激光發(fā)射器，用于將所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光照射到橋梁底面的平面鏡，配置所述平面鏡使得其能轉(zhuǎn)動從而將反射激光在橋梁底面形成一條直線;配置多個光電探測器，用于接收橋梁底面形成的激光的散射信號以及接收來自激光發(fā)射器的信號； 配置太陽能裝置，用于給所述振動監(jiān)測系統(tǒng)供電； 將橋梁底面形成的激光的散射信號以及接收到來自激光發(fā)射器的信號發(fā)送到信號發(fā)送模塊并進(jìn)一步將上述兩種信號發(fā)送到無線接收模塊； 在所述無線接收模塊中對信號進(jìn)行降噪、放大和存儲，通過對比上述兩者信號獲得橋梁振動幅值信息，當(dāng)振動幅值超過一定的理論值時，通過Gsm短信模塊對指定裝置發(fā)送信息通知。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的偏遠(yuǎn)橋梁的振動監(jiān)測方法，其特征在于，還包括配置步進(jìn)電機(jī)，用于通過減速器控制所述平面鏡的轉(zhuǎn)速;在所述橋梁底面上反射的激光線上均勻的設(shè)定五個點，相應(yīng)設(shè)置五個光電探測器，使經(jīng)過平面鏡反射的激光經(jīng)過橋梁的散射正好被光電探測器接收； 配置太陽能裝置使其包括，電陽能電池板、箱體、蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器，其中蓄電池、過充過放控制器和DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器配置在所述箱體中，所述箱體進(jìn)一步設(shè)置在電陽能電池板和支架之間形成的空間中。
【文檔編號】G01H9/00GK105973452SQ201610316650
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】劉清華, 陶良臣, 章海龍, 尹進(jìn), 王志君, 張磊, 湯洪波, 寇勝, 張武
【申請人】秦皇島市地方道路管理處