桥梁动态数据无线检测系统需求说明

桥梁动态数据无线检测系统需求说明一、项目概述桥梁动态数据无线检测系统采购项目围绕桥梁健康监测的核心需求，整合实时感知、无线传输等能力，主要功能可分为以下几类，全面覆盖数据采集、处理、应用全流程。主要包括：1.多参数动态采集：实时采集桥梁关键指标，包括结构振动（如梁体、墩柱振动频率、振幅）、应变（荷载下的应力变化）、位移（桥面沉降、横向偏移），确保数据全面反映桥梁动态状态；2.无线高效传输：通过4G/5G、LoRa等无线技术，实现采集数据的低延迟、高稳定性传输，避免传统有线布线的局限性，适配复杂桥梁场景；3.数据存储与追溯：建立加密数据库，长期存储历史监测数据，支持按时间、位置等维度查询，为桥梁养护、病害溯源提供数据支撑。这些功能既满足高职院校教学中“真实数据实操”的需求，也能服务社会，为桥梁安全运维提供技术保障。二、采购内容名称具体配置数量桥梁动态数据无线检测系统1.系统基本要求1.1本系统具备的主要功能:能够测量桥梁的动态数据，包括桥梁的振动频率、振幅等动力学参数，实现数据无线传输。通过相关软件实现桥梁模态等动力学参数。检测桥梁的动应变、阻尼比、动挠度等参数，进一步评估桥梁的动力学性能和桥梁健康度。1.2内置不少于128GB固态硬盘。1.3具备千兆以太网接口，支持无线传输。1.4支持直流供电，支持充电宝供电进行户外使用。1.5不少于3台数据采集模块，共不少于24通道。1.6每台数据采集模块可单独使用，可级联使用，级联时所有通道同步输入，所有通道间一致性满足幅值±0.05dB,相位±0.5°(DC~20kHz)。1.7模态数据格式无需转换直接导入软件分析模态参数。2.系统输入通道2.1输入通道数量：2.1.1含不少于3个独立测量模块，共不少于24个常规输入通道；每个模块可单独使用，也可级联并机使用。2.1.2每模块含不少于1个独立的带供电的专用转速采集通道，共不少于3个。2.2常规输入通道指标：2.2.1输入阻抗：1MΩ；2.2.2分辨率：不小于24位模数转换器（ADC）；2.2.3抗混叠滤波器：模拟抗混叠滤波器加数字滤波器，阻带衰减大于160dB/Oct；2.2.4耦合方式：AC差分、AC单端、DC差分、DC单端、IEPE；2.2.5量程范围：10V、1V、0.1V；2.2.6采样频率：所有通道并行采样时每通道采样率不小于200KHz；2.2.7动态范围：不小于120dBFS；2.2.8谐波失真：不大于-100dB(@1kHz，1V，5次谐波)；2.2.9通道串扰：不大于-110dB；2.2.10通道匹配（通道一致性）：幅值不大于±0.05dB,相位不超过±0.5°(DC~20kHz)；2.2.11信噪比：不小于100dB；2.2.12输入通道支持支持通道对外供电，供电电压可选12V或24V；2.2.13支持电源直流24V供电；2.2.14全部输入通道支持动静态应变和动态信号采集；2.3转速采集通道指标：2.3.1采样频率>25MHz；3.系统输出通道3.1输出通道数量：含不少于3个信号源输出通道；3.2输出通道指标：3.2.1分辨率：24位数模转换器（DAC）；3.2.2频率范围：20kHz（正弦）；3.2.3幅值精度：0.5%；3.2.4频率精度：0.001%；3.2.5谐波失真：＜－95dB(@1kHz，1V，5次谐波)；3.2.6信号源类型：直流、正弦、方波、三角波、白噪声、脉冲、哨叫、粉红噪声、伪随机、爆破随机、成形随机、正弦叠加、线性扫频、对数扫频、步进正弦等；4.系统测量分析软件功能4.1至少包含“桥梁运行模态测量软件”、“锤激法模态测量软件”及“动态特性测量分析软件”；4.2测量软件：至少包含以下功能；4.2.1模态数据采集支持FRF和相干分析，支持任意激励与响应通道间计算；具备自谱和互谱计算；帧长度最高可到32768点；具有Force/exponential窗函数；激励通道与响应通道可分别设定；模态坐标：在测试点设置表中输入测试点序号、方向；各通道可选择不同的窗函数；根据前一组测试点序号自动计算下一组测试点序号；可自动拒绝过载信号；支持手动拒绝或接受某一帧；可单帧回放时域波形，能够进行重新编辑和锤击选择，如去掉某次锤击数据。4.2.2在线分析抖动信号的时域、频率、以及幅值和有效值等统计值。4.2.3支持同步数据采集实时连续测量并记录桥梁振动/应变信号，应用高性能高低通滤波、小波积分及智能信号处理技术，对抖动频率、幅值等指标(例如：最大值)进行自动筛选。4.2.4对测得的抖动加速度信号设置，含频域计算、位移计算、滤波选项设置、采样频率设置、分析时间截取等功能。4.2.5支持动刚度测量：动刚度、动阻抗、动质量、动掼量，设定总测点数、单步测点数，规划测试步骤，使测试过程按顺序执行。4.2.6支持基桩检测：分析类型包括固定桩长、固定波速、固定桩长和波速；可设桩长、可设波速。4.2.7支持索力测量4.2.8锤击法测试模块：包括文档、数据导航、通道设置、锤击示波（自动量程、采样参数设置）、锤击参数设置（加窗、触发、平均）、测试（数据保存、模型反馈、连击/过载侦测）、数据验证等功能。4.2.9激振器法测试模块：包括文档、数据导航、通道设置、示波（自动量程、采样参数设置）、激励源设置（猝发随机、猝发快扫、伪随机、随机、正弦、猝发正弦等）、参数设置（加窗、触发、平均）、测试（数据保存、过载侦测）、数据验证等功能。4.2.10信号特征试验：包括文档、数据导航、通道设置、传感器标定、跟踪设定、示波/采集设定、在线分析设定、测量、频域后处理等功能。4.2.11高级建模功能：支持创建点、线、面，点的坐标支持Excel复制、粘贴，并支持快速模型建模，如圆、矩形、球、长方体、圆锥体、圆柱体等的快速建模；支持外部通用格式模型导入，如.unv，.stl，.etgeo等。4.2.12工作变形分析（ODS）模块：包括文档、数据导航、几何、时域ODS、频域ODS、测试报告。4.2.13实验模态分析：包括文档、数据导航、几何、数据选择、多参考PLSCE、模态拟合、测试报告。4.2.14多参考点最小二乘复频域法分析：支持多种模态指示函数、稳态图。4.2.15运行模态分析模块：支持op.PolyLSCF和op.PolySSI分析方法。4.2.16模态验证：支持MAC模态置信准则、MP模态参与因子、MOV模态复杂度、MPC模态相位线性度和MPD模态相位偏差等，支持模态振型对比。4.2.17自动选取极点：在稳态图中支持按既定规则自动选取极点功能。4.2.18模态数据存储：存储内容包括时域、频谱、FRF、功率谱、相干；存储格式包括：txt文本、UFF等；文件模式：按单个信号、信号类型或测点存储信号文。4.2.19预试验：数据采集包括幅值、持续时间、超限数据；波形参数包括幅值、持续时间、结束占空比容差设定；参考基准包括二次锤击幅值百分比、持续时间。4.2.20触发：触发源：模拟输入信号、无触发；触发沿类型包括上升沿、下降沿、双沿；触发量级：设定量程范围内的电压值；有无触发延时功能；触发模式包括超前、滞后；运行模式有第一帧触发后自由运行、每帧手动触发、每帧自动触发。4.2.21平均类型：能量平均、线性平均。4.2.22交互式数据后处理：通过图形拖拽预定义分析流程，一键得到所有分析结果。功能模块包括流程设计、数据预处理、信号特征分析、倍频程分析等。4.2.23流程设计完成数据分类分流处理；数据预处理包括：去偏置、去线性趋势、所有信号去单一均值、平滑、滤波、平移、缩放、积分、微分、重采样、线性插值等功能。4.2.24信号特征分析包括基于帧的统计分析（最小值、最大值、平均值、有效值、方差、标准差、波峰因素、最大绝对值、数据和、中位数、积分、马尔科夫回归等）、包络分析、PSD谱分析、谱平均分析、谱瀑布图分析、切片分析、总值分析、声学频率计权、声压级分析等。4.2.25丰富的图形显示：FrontBack图、波德图、多轨迹图、Colormap图，支持窗口布局自定义，各种类型窗口混搭，窗口布局可保存为模板，方便调用。系统其他要求6.1激励源不少于1个：灵敏度2.5mV/N，冲击力量程2kN；BNC接头，含线缆。6.2单通道桥式放大器不少于16个：为传感器提供多种激励电源、桥路类型和增益挡，并支持自动调零。适用于压阻式传感器、桥式传感器、电阻应变计等的信号调理；10、100、1000三挡增益可选，确保信号线性放大；2.5V、5V、10V三挡激励电源。6.3电源模块不少于3个：每台容量不小于25000毫安，配备Type-c、USB接口用于设备户外供电。6.4桥梁挠度检测仪不少于1个：用于各种桥梁静态、动态挠曲度的测量或大型结构建筑物的变形及振动位移的检测，也可以用于隧道、大坝、高塔、文物古建等结构物的长期监测。6.4.1测量精度：像素分辨率：1/200。位移分辨率：0.01mm（10m）。6.4.2测量参数：位移、坐标、拉伸、间距、冲击系数、频率、阻尼比、衰减系数。6.4.3测量距离：最小测量距离不大于1m，最大测量距离不小于300m。6.4.4测量范围：0.1mm到＞200m。6.4.5采样频率:动态测量不小于100点同步30Hz静态测量无限制。6.4.6相机像素:不小于2Mpixel6.4.7芯片尺寸：1/1.2’’。6.4.8防护等级:IP65及以上。6.4.9录像帧数：不小于30fps。6.4.10具有光线补偿功能，户外测量时，消除光线变化对测量结果的影响。6.4.11各点数据、曲线同步实时显示。可以实现在测量过程中，同步实时显示各测点的数值及曲线变化。6.4.12镜头：5-50mm变焦；或者配置多镜头自由选择实现相同功能。6.4.13数据采集与实时显示