桥梁在线监测系统

1、桥梁在线监测系统解决方CHEN MAI WISDOM2020年5月目录一、项目背景2二、系统组成2三、系统功能 3四、系统参数44.1、数据采集仪44.2、传感器5五、系统特点71桥梁在线监测系统解决方案项目背景交通网络日益发达， 桥梁在网络中发挥着重要的连接作用。桥梁数目不断增加、 结构形式愈渐复杂，这些对于桥梁的质量也提出了更高的要求。桥梁和大型建筑从施工到使用过程期间，混凝土或钢结构的重点部位的受力、变形以及受到荷载和温度变化等，都是影响其结构健康的因素。像广东省的虎门大桥桥面出现肉眼可见的“波浪式起伏”，引发广泛关注。经过专家组初步判断，沿桥跨边护栏连续设置1.2米高的水马（挡墙），改

2、变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下，产生了桥梁涡振。而武汉鹦鹉洲大桥也经历了类似的晃动。随后专家研判认为， 桥梁异常振动系特定风况引起，振幅在设计允许范围内，桥梁结构运行正常。所以专业人员进行桥梁的维护时，离不开桥梁结构的在线监测系统。桥梁在线监测系统让桥梁安装各类传感器和采集设备，就像医院给病人戴上24小时监测仪一样，这些传感器和采集设备，会实时将桥梁的结构状况、基础沉降、现场抓拍图等各种监测数据，通过互联网存储至云计算数据中心服务器中。然后通过展播将各种监测数据直观展现在专业人员面前，让其能够有科学依据的进行管理维护。二、系统组成桥梁在线监测系统由三大部分组成：数据采集子系统、数据传

3、输子系统、数据处理子系统及预警平台。1、数据采集系统：数据采集系统由机箱、数据采集终端、太阳能板、蓄电池、各类传感器（振动传感器、静力水准仪、应变传感器、裂缝计、索力传感器、温湿度传感器、风力、 风向传感器等）、摄像机、防雷器等组成，采用太阳能供电，根据不同应用场合选择。2、数据传输系统：数据传输系统将数据采集系统采集的数据通过2G/3G/4G/5G/LoRa/ZigBee等无线通讯方式发送至管理服务器进行处理。3、数据处理系统及预警平台：数据处理系统对获取的相应数据进行及时的处理，在数据达到或者超过预设值时，及时提醒桥梁上的来往车辆注意，或对问题部位进行封闭处理，以及及时给专业人员提供准确数

4、据，让其高效，快速的进行问题处理，避免不必要的损失。11比也几映;业叭”曲衍“泌Z叫臨益三、系统功能1、桥梁基础的稳定是确保桥梁安全运行的基本前提，对墩塔、梁体、供圈的变形和基 础沉降进行监测，实时反馈桥梁结构的形态。2、对桥面主要的断面进行检测，了解承力构件的受力情况。3、索梁桥的索力会直接影响到桥梁结构的受力跟安全，桥梁在线监测系统能对索力进 行监测，保证索力出现异常时能够第一时间发现。4、年代久远的桥梁其质量的退化会影响结构振动特性的改变，因此我们使用振动传感 器对桥梁动力特性及振动水平进行监测。4桥梁在线监测系统解决方案5、混泥土的路面，经常出现裂缝，有些裂缝只有车子经过时才会裂开，工

5、作人员很难 发现。安装我司的监测系统进行监测，及时发现问题进行处理，避免出现损失。6、监测桥梁上的温湿度、风力、风向给与桥梁管理提供一些环境因素。7、可接摄像头，支持图片抓拍功能，提供一些违法车辆信息。8、将监测采集的数据用“电视频道”的方式进行信息展播。4.1、数据采集仪4G模块参数内容标准及频段可支持：FDD-LTE TD-LTE、CDMA2OO0xEV-DO WCDMATD-SCDMA CDMA1X GPRS/EDGE可选单模、多模或全网通讯理论带宽FDD-LTE下行速率100Mbps,上行速率50MbpsTD-LTE:下行速率61Mbps,上行速率18MbpsWCDMA下行速率42Mp

6、bs，上行速率5.76 MbpsTD-SCDMA下行速率4.2Mbps，上行速率2.2MbpsCDMA2000 1xEV-DO Rev. A：下行速率 3.1Mbps，上行速率 1.8MbpsGPRS/EDGE 速率 171.2kbps/384kbps发射功率<24dBm接收灵敏度<-109dBm硬件参数内容CPU工业级32位通信处理器FLASH512KBSRAM256KB数据存储Flash32MBTF卡32G （可选）接口类型内容串口2个RS232和2个RS485接口，内置15KV ESD保护，串口参数如下： 数据位：5、6、7、8位停止位：1、1.5、2位校验：无校验、偶校验、

7、奇校验、SPACE及 MARK校验串口速率：110230400bps指示灯具有系统“ SYS指示灯天线接口标准SMA阴头天线接口，特性阻抗 50欧SIM/UIM 卡接口标准的翻盖式用户卡接口，支持1.8V/3V SIM/UIM 卡，内置15KV ESD保护电源接口工业级端子接口，内置电源反相保护和过流/过压保护电源开关标准船形开关唤醒按钮通用轻触式开关5桥梁在线监测系统解决方案接地端子M4螺丝接地保护端子应用接口1个翻斗式雨量计接口1路脉冲计数接口，最咼可支持1KHz脉冲接入1个10/100Mbps以太网口（RJ45插座），自适应 MDI/MDIX,内置1.5KV电磁隔离保护8路模拟量输入接口

8、 （ 16位AD支持4-20mA电流信号输入，可选0-5V电 压信号输入）8路开关量输入接口（光隔离） 逻辑0:湿节点0-3VDC,或干节点导通 逻辑1:湿节点5-30VDC,或干节点断开8路开关量输出接口（光隔离）最大切换电压：30VDC最大切换电流：50mA最大切换功率：150mW4路继电器输出（光隔离）最大切换电压：250VAC/30VDC最大切换电流：1A最大切换功率：30W5路受控输出电源（额定电源12V/1A内置过流保护）供电内容标准电源DC 12V/1.5A供电范围DC 928V静态值守电流<2mA 12VDC工作电流<50mA 12VDC连接中心后的平均电流）物理特

9、性内容外壳金属外壳，保护等级IP30。外壳和系统安全隔离，特别适合工控现场应用外形尺寸245x145x39.8 mm （不包括天线和安装件 ）重量820g （主机）工作环境内容工作温度-20+65oC( -31+167 T)储存温度-40+85oC( -40+185 T)相对湿度95%优凝结）4.2、传感器静力水准仪内容量程0-500-2500mmH20精度0.2mm分辨率0.01mm输出RS485MODBUS (可选)宽电压输入DC9 36V防护等级IP679彗JU I.工作环境-40 +85 C裂缝计内容激励电压3Vrms (1A 3Vrms )激励频率5KHz:(1A 10KHz)位移量

10、程2mm, 5mm, 8mm, 10mm输出信号交流信号或配变送器输出：05V （9 12V DC供电电压）交流信号或配变送器输出：0 10V （15' A28V DC供电电压）交流信号或配变送器输出4、”20mA （二线制，15 28V DC供电电压）交流信号或配变送器输出数字式RS485 （9-12V DC供电电压）5、线性误差：模拟输出：土 0.25% ；数字输出:0.25%,0.1%等可选线性误差模拟输出：土 0.25% ;数字输出:0.25%,0.1% 等可选重复误差最咼可达1m分辨率< 0. 1um（最咼），数字式输出是 16 bit工作温度-25C +85C温度系数

11、灵敏度w 0.025%/C零点 w 0.01%/ C温度传感器内容测量范围-4080摄氏度；分辩率0.1摄氏度；精度0.2 级；引线长0.5m ;如要其它长度可定制；接口1P: +5V 2P: GND3P: RS485 A 4P: RS485 B工作电流w 10mA输出信号RS485; modbus 协议工作电压:DC 5V;风速传感器内容测量范围0-45m/s0-70m/s准确度±( 0.3+0.03V) m/s (V :风速)分辨率0.1m/s启动风速w 0.5m/s供电方式DC5V/DC12V/DC24V输出信号脉冲（脉冲信号）/电流（4-20mA）/电压（0-5V）（0-2.

12、5） /RS485线长标配2.5m（可根据客户实际要求来定制线长）负载能力电流型输出阻抗：w 600 Q电压型输出阻抗1KQ工作环境温度-40-50 C湿度w 100%RH防护等级防护等级：IP45产品功耗50mW索力传感器内容测量范围0屈服应力拉线长度200m工作温度-20 C 70 C测量误差W%F.S绝缘电阻为OM Q振动传感器内容频率范围10300Hz灵敏度50.0mv/mm/s土 2mv最大加速度8g测量范围2mm(p-p)使用环境-25 100 C-25 160C测量方式垂直、水平应变式传感器内容量程110000Kg最大压力额定压力最高值2-3倍灵敏度1 ± O.O.mV/V灵敏度温度系数w± 0.03%F?S/10 C非线性w± 0.02 土 0.03%F .S工作温度-20 C +80 C滞后w± 0.02 土 0.03 %F.S五、系统特点1、准确性：测量数据精准、及时上