应变在线监测系统
在线监测管理系统-北京智博联科技股份有限公司
FUNCTIONAL FEATURES
REAL SCENE
功能特点
32 通道，可支持 128 个数据采集； 超低功耗，自带电池，可实现 24 小时不间断采集； 高效稳定的数据通信网络，可以保证监测数据的及时传输； 支持多种类型的传感器，即插即用； 完善的超限报警功能，避免事故发生； 强大的数据分析软件，多种类型的分析模式，监测结果一目了然。
REAL SCENE
现场实景
6
智博联在线监测管理系统
TUNNEL MONITORING
隧道监测
近年来，我国的高铁、高速等交通基础设施建设突飞猛进，不可避免的带来了隧道、 桥梁等施工工程量的大幅增加，隧道施工受山体地质及水文等条件的影响，施工难度大， 安全事故时有发生，而既有隧道随着使用年限的增加，出现了例如开裂、渗水、变形等各 种病害，给交通安全带来的不小的威胁。因此对新建隧道及既有隧道的监测成为了一个尤 为重要的工作。 我公司运用自己的专业技术，结合现有隧道监测的难点与特点，开发了一款专门针对 隧道施工监测及运营期安全监测的在线监测系统， 通过物联网等先进技术， 实现了数据采集、 无线上传、数据分析、超限报警等先进功能。为广大隧道监测人员提供了完善的解决方案。
房屋监测
近年来，全国各地的高层建筑越建越多，也越建越高， 其荷载也越来越大，而随着其使用年限的增加，地基与结 构发生沉降及变形的可能性就越来越高，一旦此类病害没 有及时处理，就会发生较大的安全事故，因此，建筑的健 康监测成为人们重视的焦点。 北京智博联将结构健康监测与物联网，云上传计算， 在线数据分析处理等技术结合，开发了一套专门针对建筑 结构健康监测的系统。实现了建筑安全的全面监测，对保 障建筑结构安全，预防事故发生起到了重要作用。
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煤炭装卸设备金属结构应变的实时在线监测
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｆ ｅ ａｔｒ ｉｉ ｌｍｅ ｔｍｅｈ ｄ ｓｒｉ ａｕｅ ｎ ｙｗ ｒ ｉ ｒｒｓｅ ；ｆ ｔ ｅｅ ｎ ｔｏ ｔ ｎｍｅｓ ｒｍｅ ｔ ｂ ｎｅ ａ
Ｐ ｒ Ｏ ｅａ ｏ ２ ０ ． ｏ ６ Ｓ ｒ ｌ ｏ １ ２ ｏｔ ｐ ｒ ｉ ｔ ｎ ０ ８ Ｎ ． （ ｅｉ ． ８ ） ａＮ
煤 炭装 卸 设 备 金 属结 构 应 变 的实 时在 线 监 测
。
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Байду номын сангаас
武汉理工大 学光纤 中心 程 健
摘 要 ： 利用光纤光栅检测精度高、 稳定性好、 可集成网络系统等优点， 建立翻车机结构应变在线实时监测
————
光 纤
．
反射信号 ————上 ｊ
２ 实 时在 线监 测 系 统 的 构 成
２ １ 系统 的构 成 ．
系统 的基 本原 理 和 系统 构 成 见 图 ３ 图 ４为 现 ， 场计 算机 安装 情况 。
入射 光谱
测， 存在较 大的安全 隐患… 。光纤光栅 传感器 是近年
来迅速发展起 来 的一 种新 型传感器 ， 它具 有长期 实 时 在线监测等优 势 ， 在现代 大型机械装 备 的安全 监测 中 有着广 阔的应 用前 景 。本 文在 国内首 次将 光 纤 光栅
传感器应用 在翻车机上 ， 进行 了系统的研究 。 并
构 沿线 分布 的应力 应变 时将 使它 们 的反射 光波 长发
生 改变 ； 改变 的反 射光 经传输 光纤 从浸 量现场 传 出 ， ０
应变在线监测系统
应变在线监测系统整体解决方案版本2011年12月11日杭州珏光物联网科技有限公司修正记录目录修正记录 ....................................................... 错误!未定义书签。
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1解决方案................................................... 错误!未定义书签。
2关键硬件设备的技术指标及产品特点 ........................... 错误!未定义书签。
光纤光栅解调仪 ........................................ 错误!未定义书签。
光纤光栅应变传感器 .................................... 错误!未定义书签。
光纤光栅温度补偿应变传感器 ............................ 错误!未定义书签。
3传感器分布................................................. 错误!未定义书签。
4传感器安装................................................. 错误!未定义书签。
钢材料连接 ............................................ 错误!未定义书签。
混泥土连接 ............................................ 错误!未定义书签。
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简要说明............................................... 错误!未定义书签。
DH3819A在线监测系统说明书
目录1、概述 (1)2、主要设计思路 (1)3、监测系统构成 (1)4、系统特点 (2)5、技术指标 (3)6、工作原理 (4)7、软件功能 (6)8、使用说明 (8)9、注意事项 (15)10、维护和检修 (15)11、附录：桥路的连接 (17)1、概述DH3819A监测采集系统是根据大型桥梁的长期健康监测的项目需求，结合桥梁的监测参数类型、布点方案及现场安装情况而专门设计开发的实时监测系统，系统包含桥梁健康监测所需的分布式参数测试模块，数据长距离传输通讯模块及配套的采样控制和计算机通讯软件、简单分析软件等。
系统实现对大型桥梁多测点的在线、长时间实时测量及连续传输，并能完成数据的海量存储、特征信号分析、提取、保存等功能。
2、主要设计思路为了便于管理和维护，以测试断面为单元，采用模块化设计：信号调理采集器与控制器：采用ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量，通讯距离最远可达500m。
信号调理采集器之间自己寻找最佳的通讯路径进行组网，每个采集器为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量，同时也保证各个测试断面采集器的电系统独立性，解决现场采集数据的长距离不间断传输难题，采集子站的局部故障不会扩散到整个系统的其它部分，便于系统维护。
客户在远程观测各个测点的特征信号，通过采集控制器内置的GPRS模块通过电信运营商提供的GPRS网络来实现远程特征数据的观测。
系统设备布置方案采取数据采集器安放于测试现场，距各测点最近，使得传感器输出的微弱信号传输距离最短，减少干扰及信号传输线路；采集控制器安放在桥梁的中心位置，便于管理和维护，减少传输距离，节约成本。
3、监测系统构成3.1系统描述监测系统主要由传感器部分(应变、位移、温度)、位移测试模块、应变测试模块、温度测试模块、数据采集控制器、监控中心部分，远程观测部分等几个重要部分组成，其中远程观测部分属于可选部分。
每个传感器对应测试模块的调理通道，保证各个传感器调理独立放大器，提高系统可靠性。
在线监测系统及其组成
工作原理 由MnO，CoO，NiO等金属氧化物为基本成分制成的陶瓷半 导体，其电阻值是温度的函数。
特点：灵敏度高，响应快，体积小，成本低。但线性度差
适用范围：不能用作精密测量 测量范围：-60 ℃ ～300℃或最高到600 ℃ 甚至1000 ℃
二、温度传感器 （二）、半导体温度传感器
1、热电偶式温度传感器
工作原理——塞贝克效应
将两种不同成分的均质导体两端连接起来构成回路，当两 端存在温差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就会 存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势随着测量端温度 升高而增加，热电势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差 有关，和热电偶导体材质的长度、直径无关。
特点：属于点接触式温度计。结构简单，对待测物体影响小， 响应时间快。但灵敏度低，重复性不好，线性度很差。 适用范围：快速变化的温度测量 测量范围：-273 ℃ ～3000℃
二、温度传感器 （一）、固体温度传感器
1、热电偶式温度传感器
二、温度传感器 （一）、固体温度传感器
2、热电阻式温度传感器
三、红外线传感器 （二）、光子探测器
• 分类
– 光电导型（即光敏电阻，其电导率受红外辐射 而猛增，且随入射功率而变化。探测率高：高 出热敏型检测器二到三个数量级。） – 光伏探测器（即光电池，其受红外辐射即有电 压输出。其响应时间比光电导型还短。） – 多元阵列探测器:利用足够多像素保证红外成 像的清晰度。
工作原理：物体温度不同， 其辐射出的能量和波长都
不同，但总是包括红外线的波谱（ 波长为0.76 μm～ 1000 μm），而且峰值波长将随温度的降低而增加。红外 检测器（即红外线传感器）接受被测物体红外辐射的能量 并转换为相应的电信号，从而测定物体的温度。
在线监测系统培训计划
在线监测系统培训计划一、培训背景随着信息技术的不断发展和应用，企业对于在线监测系统的需求也越来越大，在线监测系统可以帮助企业实现实时监测和数据分析，提升管理效率和生产质量。
因此，为了提高企业员工的在线监测系统应用能力，我们制定了本次培训计划，希望通过培训提升员工对于在线监测系统的理解和运用能力。
二、培训目标1.了解在线监测系统的基本概念和原理；2.掌握在线监测系统的操作方法和功能；3.能够利用在线监测系统进行实时监测和数据分析；4.提升员工的问题处理能力和应变能力；5.提高企业员工的在线监测系统应用能力，以提升企业的管理效率和生产质量。
三、培训内容1.在线监测系统基本概念和原理的讲解；2.在线监测系统的操作方法和功能介绍；3.在线监测系统的实时监测和数据分析方法；4.在线监测系统的问题处理技巧和应变能力培养。
四、培训形式1.理论授课：采用讲解和示范操作相结合的方式，让员工了解在线监测系统的基本概念和原理，掌握其基本操作方法和功能；2.实践操作：通过案例分析和实际操作，让员工能够熟练运用在线监测系统进行实时监测和数据分析；3.讨论交流：组织员工进行讨论和交流，分享使用在线监测系统的经验和技巧，提升其问题处理能力和应变能力。
五、培训时间和地点本次培训计划为期3天，培训地点为公司会议室。
六、培训师资我们将邀请具有丰富在线监测系统应用经验的专业人员担任培训讲师，他们将带领员工深入了解在线监测系统的应用和技巧。
七、培训评估在培训结束后，我们将通过问卷调查和实际操作评估的方式，对员工的培训效果进行评估，以确保培训目标的达成。
八、培训后续培训结束后，我们将建立在线监测系统的使用经验交流平台，供员工之间进行交流和分享，以持续提升员工的在线监测系统应用能力。
以上是本次在线监测系统培训计划的详细内容，希望通过本次培训，能够提升员工的在线监测系统应用能力，为企业的发展贡献更大的力量。
大型结构运行状态在线监测系统
内 的 计 算 机 构 成 。可 以不 问 断 地 实 时 在 线 监 测 与 记
可及 时形 成反 映 结构 运 行状 态 的各 种 特征 参 数 和 图谱 ， 为设计 、 管理 与维修提供决 策依据 。 ２ 系统 目标 建 立 一 套 软 、 件 可 组 态 的 结 构 状 态 在 线 监 测 硬
（１ 以结 构 温 度 、 变 、 形 、 斜 、 动 等 描 ） 应 变 倾 振 述结构运行状态 的物理量为测量 对象 ； （ 提 供 系 统 软 、 件 可 组 态 ， 对 结 构 的 运 ห้องสมุดไป่ตู้） 硬 能 行状态进行 实时在线监测 ；
（ ） ３ 使用数 据库记 录设备 历史 运行 数据 ， 收集 异常状态 ； （） ４ 利用 数字 信号处理 技术 ， 成反 映结构 运 形 行状态 的各种特征参数 和图谱 ； （ 对 结 构 的 运 行 状 态 实 现 远 程 监 控 ， 生 成 ５） 并
实用 软件 ， 以满 足各 种 应 用 的需 要 。
３ 系统 构 成
在线监 测 系统 采用虚 拟仪器结 构设 计技术 ， 由测
控 硬 件 与 应 用 软 件 组 成 ， 图 １所 示 。 如
电话 线 ／ ｔ Ｎｅ
图 １ 系统 构 成 框 图
．
图 ２ 软 件 功 能 模 块 框 图
伸 缩 余 量 ， 生 收 缩 ， 至 脱 落 ； 块 放 置 位 置 不 产 甚 垫 当 ， 不 到防震作用 ， 致玻璃 易碎 。 起 导 （ ） 品保 护差 ： ７成 表面污染 、 划痕 、 撞击 、 腐蚀等。 ２ 塑 料 门 窗 施 工 质 量 的控 制 ２１ 严 把 材 料 关 ．
EN3600-TRCMS电力变压器状态在线监测和诊断系统V2
EN3600-TRCMS电力变压器振动在线监测故障诊断系统故障发展趋势预测故障预警运行监测检修指导故障部位定位一、技术背景“EN3600电力变压器箱体振动监测诊断系统”是针对大型电力变压器线圈和铁心部件松动故障开发的基于箱体振动的故障监测与诊断系统产品。
线圈和铁心部件松动是变压器的一种常见问题。
变压器在运行过程中，线圈和铁心受到交变电磁力和磁致伸缩力的共同作用，由原始压紧状态逐渐变松，其结果是，轻则造成变压器振动和噪声的增大，重则导致线圈变形，造成绝缘磨损、线圈变形，甚至短路等严重的二次故障。
统计表明，由于线圈变形造成的变压器故障占据较高比例，造成的损失很大。
但是目前国内外尚未有比较成熟的线圈和铁心松动监测技术及产品。
本产品（EN3600）是北京英华达公司与华北电力大学合作，在多年理论研究、试验分析和现场测试基础上开发的一种专用故障监测与诊断系统，具有技术先进、功能强大、易于实现、可靠性高等特点，对准确判断松动状态，提高变压器运行安全可靠性，降低维护维修成本具有很好的实际意义。
本产品可以实现以下类型变压器故障的监测诊断：1）铁心和线圈松动，及其引发的相关故障，包括线圈变形、绝缘劣化等；3）能够通过变压器箱体振动反映的分接开关异常状态。
二、监测原理变压器在运行状态下，铁心磁场的磁致伸缩效应引起铁心振动，线圈负载电流的电场力引起线圈振动，这两种振动源相互作用，形成复杂的振动形态，并经过支座和油介质传递到变压器箱体，使箱体产生振动。
箱体振动特征与变压器铁心线圈的振动形式以及变压器的内部结构关系密切，因此通过监测变压器箱体振动可以有效实现线圈和铁心松动状态的诊断。
基于变压器箱体振动进行线圈和铁心松动状态监测的设想于上个世纪90年代提出，是一项比较新的监测技术。
但是该项技术的实际应用案例和产品尚不多见。
主要原因是对松动状态与箱体振动关系以及松动状态表征方法等方面缺少深入的理论和试验研究。
此外，变压器内部的分接开关在动作过程中，将产生冲击振动激励，经连接结构和油介质传递到箱体，开关正常状态和异常状态产生的冲击振动特征存在差异，因此可以通过箱体振动监测分析，判断分接开关的异常状态。
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应变在线监测系统
整体解决方案
版本
2011年12月11日
杭州珏光物联网科技有限公司
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1 解决方案
塔架结构状态在线监测系统主要由珏光科技生产的JPFBG-1000光纤光栅解调仪、JPFBGT-300H 光纤光栅温度传感器、JPFBGS-200TH 光纤光栅表面应变计等光纤光栅产品，和珏光科技FBG 在线实时监测软件系统组成。
系统部署中还需配备必要的网络环境、以及服务器等等。
典型的光纤光栅传感系统如下图所示：
光纤接续盒
监控室
路由器
光纤光栅解调仪
服务器
光缆
光纤光栅传感器
光纤光栅传感器
监测现场
图1：光纤光栅系统组成
关键硬件设备的技术指标及产品特点
2关键硬件设备的技术指标及产品特点
根据具体塔架要求，该系统的硬件清单如下表所示：
2.1光纤光栅解调仪
图2：珏光科技光纤光栅解调仪JPFBG-1100外形
珏光科技光纤光栅解调仪网络一体机是结合当今最先进的光纤技术、电脑技术及信号处理技术研发成功的；系统采用模块式设计，方便客户根据不同需求、工程特点配置适合的测量通道、软件功能；系统关键部分没有易损配件，具有可靠性高、使用方便等优点。
产品特点：
可靠性高：高度集成，没有可移动的光学组件；
检测高效精确：实现绝对测量，检出量为波长信息，检测频率可达到5KHZ/S；波长无需校准，范围可宽至80nm；采用波分复用技术，易于实现分布式测量；信号不受光强影响，抗干扰能力强；
波长解调精度为±5pm；分辨率 1pm；
机内配有网络数据采集服务器，可以向远处服务器自动更新采集数据，有相应的软件接口可供第三方开发；
支持TCP/IP网络设置，系统可以远程设置，易于管理；
关键光纤光栅波长解调器件符合美国军方标准MIL-STD-810 《国防部试验方法标准环境工程考虑和实验室试验》；
软件易于升级定制：产品还可根据客户实际需要定制软件接口或扩展硬件接口。
2.2光纤光栅应变传感器
图3：珏光科技光纤光栅应变传感器
JPFBGS-250TH光纤应变传感器是珏光科技自主研发的纤传感器，产品利用紫外光通过掩膜光栅照射到裸光纤上，引起裸光纤纤芯折射率的永久性变化，形成布拉格光栅；在受到温度或应力应变变化时，光栅的栅距同时发生变化，从而精确地测量温度或应变。
该传感器需要抵消温度产生的影响。
产品特点：
稳定性好、可靠性高；
光栅本身采用切趾技术，中心波长稳定、光栅边模抑制比高；
采用无胶封装技术先进，可在300℃下正常工作；
灵敏度高，可达 1~ pm/με
2.3光纤光栅温度补偿应变传感器
图3：珏光科技光纤光栅温度补偿应变传感器
JPFBGS-260TH光纤应变传感器是珏光科技自主研发的纤传感器，产品利用紫外光通过掩膜光栅照射到裸光纤上，引起裸光纤纤芯折射率的永久性变化，形成布拉格光栅；在受到温度或应力应变变化时，光栅的栅距同时发生变化，从而精确地测量温度或应变。
内置两个FBG传感器，可以有效地抵消温度对应变的影响。
产品特点：
稳定性好、可靠性高；
光栅本身采用切趾技术，中心波长稳定、光栅边模抑制比高；
采用无胶封装技术先进，可在300℃下正常工作；
灵敏度高，可达 1~ pm/με
应变测量的计算公式：
JPFBGS-260TH的应变计算公式如下：
公式中：
为传感器系数；本传感器系统为.。
为应变传感器FBG的波长变化
为应变传感器FBG的波长初始值
为在温度为22℃时的传感器温度灵敏度；为×为温度补偿传感器FBG的波长变化
为温度补偿传感器FBG的波长初始值
为被测量物的热膨胀系数
为传感器的热膨胀系数，为
3传感器分布
整个系统一共使用82个传感器，每一个应变传感器测量范围为±2000με，其中12个传感器是带温度补偿应变传感器。
实际上相当于94个独立的光纤光栅传感器，每2个传感器之间波长间隔为4ns。
每个通道安装5~8个传感器。
一共需要13个通道。
4传感器安装
4.1钢材料连接
1.先用砂纸清洁目标表面。
2.将传感器放置在目标表面上，并用胶纸粘牢传感器两端。
3.使用电焊机，焊接传感器4个固定点。
4.等待几分钟，撕除固定用的胶纸，传感器安装完毕。
4.2混泥土连接
1.先用冲击钻打直径8mm的孔，一般4只孔（与应变计的固定孔尺寸匹配）。
2.安装直径6mm的膨胀螺栓，并拧紧。
3.安装传感器。
需要增加图片形象地表示
5FBG在线实时监测系统
5.1简要说明
FBG桥梁在线实时监测系统是珏光科技自主开发的软件系统，它是基于B/S架构的软件系统，集成了Microsoft Silverlight技术、SQL数据库系统， .等最新技术开发的物联网工程管理软件平台，它可以管理多台光纤光栅解调仪。
可以远程查询结果，服务器软件系统自动运行与后台，可自动接收采集仪的数据，对采集的波长值进行物理量计算，对异常的计算结果自动进行报警，并将计算结果以及报警结果保存在数据库中。
通过在线系统查看实时的计算结果，历史结果，报警信息。
可以查看整个系统的传感器部署的拓扑结构。
导出和打印数据。
图4. 软件架构图
该系统可以根据客户的需求进行定制，可以扩展如下的功能：1）可以增加CAD技术
2）可以实现C/S架构
3）可以与视频监控系统无缝连接。
5.2功能说明
5.2.1主页
以图形化显示各个测点的数值。
如下图：
其中左侧应变：传感器发生故障导致无测量结果。
以红色表示。
左侧温度正常，以绿色表示。
图5. 软件界面图
5.2.2拓扑结构
拓扑结构直观可以显示各个设备的每一个通道布置图，以及每一个通道测点的实时测值。
如下图:
当前通道接了2个传感器（左侧温度和左侧应变）。
鼠标放置于左侧温度上面后，可以显示实时结果。
根据报警条件，左侧温度是正常（绿色表示）；而左侧应变发生了报警（红色表示），具体报警信息在[报警信息]中查看。
5.2.3实时数据
动态刷新并显示各个传感器最新的物理量数值。
可以到处支持导出和打印。
5.2.4历史数据
查询显示各个传感器的历史数值。
支持导出和打印。
根据查询的结果，绘制每一个物理量随时间变化的过程线。
5.2.5报警信息
查询显示各个报警信息数据。
如下图：
其中前面4个测点，由于数据丢失导致的报警。
最后一个测试测点，温度
值过高导致的报警。
5.2.6物理量计算
在系统配置的项目设置中，可以对物理量的计算公式进行设置。
在监测系统会自动根据公式，进行物理量的计算。
举例如下：
配置温度：
配置应变：
上面公式中的a，b，c值都可以在配置具体传感器的时候，设定的值。
表
示对应的温度计测量的当前波长值, 表示对应的温度计的中心波长值。