结构健康监测
建筑物结构健康监测

建筑物结构健康监测建筑物是我们居住和工作的重要场所,其结构健康状况直接关系到人们的安全和生活质量。
为了及时掌握建筑物结构的健康状况,保障人们的生命财产安全,建筑物结构健康监测显得尤为重要。
一、建筑物结构健康监测的意义建筑物结构健康监测是通过对建筑物的结构进行实时监测和分析,以识别潜在的结构问题和病害,预测结构的强度和稳定性,从而指导维护和管理工作的一门技术。
其意义主要体现在以下几个方面:1.安全保障:建筑物结构健康监测可以及时掌握建筑物结构的变化情况,提前发现潜在的安全隐患,采取相应的修缮措施,确保建筑物的安全使用。
2.降低维护成本:通过对建筑物结构的健康监测,可以及时了解结构的变形、开裂、腐蚀等情况,有针对性地进行维护和保养,减少维修成本。
3.延长使用寿命:通过结构健康监测,可以提前预测建筑物结构的寿命,并采取相应的措施延长其使用寿命,减少建筑物的报废率。
二、建筑物结构健康监测的方法建筑物结构健康监测可以采用多种方法,常见的包括:1.传感器监测:通过在建筑物的结构中安装传感器,实时监测结构的变形、位移、应力等参数,通过数据分析判断结构的健康状况。
2.非接触式监测:利用激光测量等技术,对建筑物的结构进行非接触式的监测,可以精确测量结构的形变和振动特性。
3.图像分析:利用摄像机、红外热像仪等设备,对建筑物进行图像采集和分析,识别结构的裂缝、渗漏等问题。
4.应力波检测:通过应力波传播特性的检测,判断结构的质量和健康状况。
5.无损检测:利用超声波、X射线等无损检测技术,对建筑物的结构进行全面、深层次的检测,识别隐蔽病害。
三、建筑物结构健康监测的关键技术建筑物结构健康监测需要借助一些关键技术来支持,包括:1.数据采集与传输技术:通过传感器采集到的信号需要经过适当的处理和传输,将数据及时传送至监测中心进行分析和判断。
2.数据分析和处理技术:对采集到的大量数据进行分析和处理,提取有用信息,判断结构的健康状态,以及进行结构寿命预测等。
结构健康监测技术及其应用

结构健康监测技术及其应用近年来,随着建筑和结构的快速发展,结构健康监测技术越来越受到广泛的重视和应用。
结构健康监测技术是指对建筑、桥梁、隧道、堤坝、构筑物等工程建筑物的性能参数及状态进行实时监测和分析的技术,旨在保证工程建筑物的安全使用,引领了结构工程领域的新变革。
一、结构健康监测技术的意义结构健康监测技术是为了对正在使用的结构,进行长期、实时、科学、的监测,及时发现结构的故障,防止结构元素的过载,从而保障结构的健康与安全。
结构健康监测技术的应用能够及时掌握结构状态,有效预防隐患,减少事故发生,并从改善结构性能的角度,为提高建筑物的使用寿命和性能提供技术保障。
二、结构健康监测技术的基本原理及分类结构健康监测技术的基本原理是对结构内部的受力变化进行测量,从而了解结构的内部受力情况及其变化过程,主要分为物理检测和计算检测两大分类。
物理检测是通过安装参数传感器在结构内部测量受力变化,并对测量结果进行处理得到结构状态的实时变化。
物理检测技术的应用范围广泛,既可以用于混凝土等作为材料的结构,也可以用于钢板构造、拱顶等结构。
计算检测则是通过数字化技术研究结构的动态行为,通过数学模型预测结构行为的特征及其可能出现的故障。
计算检测技术不需要对原结构进行物理改装,其应用范围广泛,适用于建筑物的动力相似及各种统计学测量中。
三、结构健康监测技术的应用在工程建筑物中,结构健康监测技术已经被广泛应用,如地铁、桥梁、飞机、高铁、核电站、大系数水力电站、大坝、高层建筑等,目的是保障结构的安全与稳定。
如对高层建筑使用结构健康监测技术能够在发现隐患并在工程结构着火或坍塌前使得如何处理问题,得到迅速的响应和解决。
四、结构健康监测技术的发展趋势随着工程建筑物的复杂度与要求的逐步提升,结构健康监测技术也需要不断提高。
未来,结构健康监测技术将不断向着实时监测、智能化和精准化等方向发展。
同时,更加高精度、高敏感、全时全域、多功能化的新型传感器以及人工智能技术和大数据分析技术的不断发展将极大地推进本项技术的发展。
结构健康监测

结构健康监测概述:结构健康监测是指通过使用各种传感器和监测设备,对建筑物、桥梁、隧道等工程结构进行实时监测和评估,以提前发现结构损伤、病害和变形等问题,保障结构的安全性和可靠性。
本文将详细介绍结构健康监测的意义、常用的监测方法和技术、监测参数的选择以及数据分析和处理等方面的内容。
意义:结构健康监测对于维护和管理各类工程结构的安全性至关重要。
通过实时监测结构的状态和性能,可以及时发现结构的损伤和病害,采取相应的维修和加固措施,避免事故的发生。
此外,结构健康监测还可以为工程结构的设计和施工提供重要的参考依据,优化结构的设计和施工方案,提高工程质量和经济效益。
常用监测方法和技术:1. 动态监测:通过安装加速度计、应变计等传感器,对结构的振动特性进行实时监测。
通过分析振动数据,可以评估结构的刚度、阻尼和自振频率等参数,判断结构的健康状况。
2. 静态监测:通过安装应变计、倾斜计等传感器,对结构的静态变形进行监测。
通过分析变形数据,可以评估结构的变形情况,判断结构是否存在沉降、位移和变形等问题。
3. 声发射监测:通过安装声发射传感器,对结构的声发射信号进行监测。
声发射监测可以实时检测结构中的裂缝、破坏和断裂等问题,提供结构健康状态的评估。
4. 图像监测:通过安装摄像机、红外热像仪等设备,对结构的表面温度和形态进行监测。
图像监测可以检测结构的裂缝、渗漏、腐蚀等问题,提供结构健康状态的评估。
监测参数的选择:在进行结构健康监测时,需要选择合适的监测参数来评估结构的健康状况。
常用的监测参数包括振动特性、变形情况、声发射信号、温度变化等。
选择监测参数时需要考虑结构的类型、使用环境和监测目的等因素。
同时,还需要合理设置监测点的位置和数量,以保证监测数据的全面性和准确性。
数据分析和处理:监测得到的数据需要进行分析和处理,以获取结构的健康状态和性能信息。
常用的数据处理方法包括数据滤波、时域分析、频域分析、小波分析等。
通过对监测数据的处理,可以提取结构的特征参数,判断结构是否存在异常情况,并进行预测和评估。
结构健康监测的技术与应用

结构健康监测的技术与应用在现代工程领域中,结构健康监测已成为确保各类建筑和基础设施安全、可靠运行的重要手段。
随着科技的不断进步,结构健康监测的技术也日益成熟,并在众多领域得到了广泛的应用。
一、结构健康监测的定义与重要性结构健康监测,简单来说,就是通过一系列的技术手段,对工程结构的性能和状态进行实时监测、评估和诊断。
其目的在于及时发现结构可能存在的损伤、劣化或潜在的安全隐患,以便采取相应的维护和修复措施,从而延长结构的使用寿命,保障人员和财产的安全。
对于大型桥梁、高层建筑、大坝、隧道等重要基础设施而言,结构健康监测的重要性不言而喻。
这些结构往往承受着巨大的荷载和复杂的环境作用,如果不能及时发现和处理结构的问题,一旦发生事故,将会造成极其严重的后果。
例如,桥梁的坍塌会导致交通中断,甚至造成人员伤亡;大坝的失事可能引发洪水灾害,给下游地区带来巨大的损失。
因此,结构健康监测是保障公共安全和社会稳定的重要环节。
二、结构健康监测的技术1、传感器技术传感器是结构健康监测系统的“眼睛”,它们能够感知结构的各种物理参数,如位移、应变、加速度、温度、湿度等。
目前常用的传感器包括应变片、加速度计、位移传感器、光纤传感器等。
其中,光纤传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、精度高、能够实现分布式测量等优点,在结构健康监测中得到了越来越广泛的应用。
2、数据采集与传输技术传感器采集到的数据需要经过有效的采集和传输,才能到达数据分析处理的终端。
数据采集系统通常包括数据采集卡、信号调理器等设备,能够将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,并进行初步的处理和存储。
数据传输方式则包括有线传输(如电缆、光缆)和无线传输(如蓝牙、WiFi、Zigbee 等)。
无线传输方式具有安装方便、灵活性高等优点,但在数据传输的稳定性和可靠性方面可能存在一定的挑战。
3、数据分析与处理技术采集到的大量监测数据需要经过深入的分析和处理,才能提取出有价值的信息。
数据分析的方法包括时域分析、频域分析、小波分析、模式识别等。
土木工程中的结构健康监测

土木工程中的结构健康监测土木工程是指为人类创造和改善生活环境而进行的工程活动。
而结构健康监测是土木工程中一项重要的技术,旨在实时监测和评估结构的力学性能和健康状态,以确保结构的安全性和可靠性。
本文将全面探讨土木工程中的结构健康监测的意义、方法以及应用前景。
一、结构健康监测的意义土木工程结构在长期使用中,受到力学载荷和环境的作用,可能会产生疲劳、裂纹、腐蚀等问题,导致结构的强度和稳定性下降,甚至发生灾难性事故。
而结构健康监测的意义就在于通过实时监测结构的变形、振动、应力等参数,及时发现结构的隐患和异常,采取相应的维修和加固措施,从而确保结构的安全性和可靠性。
二、结构健康监测的方法1. 传感器技术传感器技术在结构健康监测中起到了关键作用。
通过在结构表面或内部埋设传感器,可以实时监测结构的变形、振动、应力等参数。
常用的传感器包括应变计、加速度计、位移传感器等。
这些传感器可以将监测数据传输到中心控制系统,实现对结构的远程监测和分析。
2. 非破坏性测试技术非破坏性测试技术是一种在不影响结构完整性的情况下,利用声波、电磁波、超声波等检测方法对结构进行评估的技术。
通过对结构材料的声纳、磁滞回线、超声波传播速度等参数的测量,可以判断结构的健康状态。
这种技术可以广泛应用于桥梁、大型建筑物、地下管网等结构的检测和评估。
三、结构健康监测的应用前景1. 桥梁监测桥梁是土木工程中常见的结构之一,而桥梁的安全性直接关系到人民的出行安全。
结构健康监测技术可以对桥梁进行全面监测,及时发现桥梁的结构状况,预防桥梁的损坏和坍塌,保证桥梁的正常使用。
2. 建筑物监测高层建筑物在地震、风灾等自然灾害中容易受到破坏,给人们的生命财产带来巨大威胁。
结构健康监测技术可以实时监测建筑物的振动和变形情况,提前预警结构的异常,为人们的避险和救援提供重要依据。
3. 地下管网监测地下管网是城市基础设施的重要组成部分,涉及供水、排水、供气等方面。
而地下管网在使用过程中容易受到土壤沉降、外力破坏等影响而产生泄漏和破裂。
结构工程健康监测方案

结构工程健康监测方案一、简介随着城市化进程的加速和工程建设的不断推进,各类结构工程的数量不断增加,结构工程的安全和健康问题也日益受到重视。
为了及时发现和解决工程结构中可能存在的安全隐患,提高结构工程的安全性和可靠性,结构工程健康监测方案应运而生。
本文将就结构工程健康监测方案的制定、实施和管理等方面进行详细介绍,以期对相关人员有所帮助。
二、结构工程健康监测方案的制定在开始进行结构工程健康监测前,首先需要制定健康监测方案。
健康监测方案的制定需要考虑以下几个方面:1. 结构工程类型:不同类型的结构工程可能存在的安全问题不同,因此需要根据结构工程的类型确定具体的监测内容和方法。
2. 监测目的:监测目的可以有很多种,比如发现潜在的结构缺陷、评估结构工程的使用寿命、预测结构工程的寿命等。
根据不同的监测目的,监测方案也会有所不同。
3. 监测内容:监测内容包括结构的位移、裂缝、应力、振动、温度等,需要根据结构工程的具体情况确定具体的监测内容。
4. 监测方法:监测方法包括传感器的选择、监测设备的安装、数据采集的频率等,需要根据监测内容确定具体的监测方法。
5. 监测周期:监测周期需要根据监测内容和监测目的确定,一般可以是定期监测或者连续监测。
6. 监测技术:监测技术包括传感器技术、数据采集技术、数据处理技术等,需要根据监测内容和监测目的确定。
7. 监测预案:监测预案包括监测数据的处理方法、监测数据的分析方法、监测数据的报告方法等,需要根据监测内容和监测目的确定。
通过以上几个方面的考虑,可以制定出合理而可行的结构工程健康监测方案,为后续的监测工作奠定坚实的基础。
三、结构工程健康监测方案的实施健康监测方案的实施是整个监测工作的关键环节。
在进行健康监测方案的实施时,需要考虑以下几个方面:1. 监测设备的安装:监测设备的安装需要按照监测方案的要求进行,保证监测设备能够正确地监测结构工程的各种参数。
2. 数据采集的频率:数据采集的频率需要根据监测内容和监测目的确定,一般可以是定期采集或者连续采集。
结构健康监测原理

结构健康监测原理结构健康监测是一种对建筑物、桥梁、飞机和其他工程结构进行实时监测、评估和预测的技术。
它旨在及时检测结构的变形、裂缝、疲劳等问题,以便及时采取适当的修复和维护措施,确保结构的稳定性和安全性。
这篇文章将重点介绍结构健康监测的原理,为读者提供更深入的了解。
结构健康监测的原理主要基于以下几个方面:1. 传感器技术:传感器是结构健康监测的核心工具。
不同类型的传感器用于监测不同的结构参数,如位移、应变、振动、温度等。
其中,位移传感器通常使用光纤传感器、激光测距仪等技术,应变传感器使用应变片、电阻应变计等技术,振动传感器使用加速度计、振弦传感器等技术,温度传感器使用热电偶、红外线测温仪等技术。
通过安装这些传感器,可以实时获取结构的变形、应变、振动和温度等参数,以进行结构健康状态的评估和监测。
2. 数据采集与处理:传感器获取到的数据需要经过采集与处理系统进行处理。
采集与处理系统通常包括数据采集设备和数据处理软件。
数据采集设备负责收集传感器的输出信号,并将其转换为数字信号,以便进行后续的处理和分析。
数据处理软件负责对数据进行处理、分析和显示,以得出结构健康状态的评估结果。
常见的数据处理方法包括滤波、频谱分析、模式识别等。
3. 结构健康评估算法:结构健康监测需要对传感器数据进行分析和处理,以评估结构的健康状态。
结构健康评估算法通常基于统计学、模型识别和机器学习等技术。
统计学方法主要通过分析结构参数的统计特征,如均值、方差、概率密度等,来评估结构的健康状态。
模型识别方法利用传感器数据与数学模型之间的匹配程度,来判断结构的健康状态。
机器学习方法通过训练模型,利用传感器数据对结构的健康状态进行分类和预测。
4. 健康监测系统:结构健康监测需要建立一个完整的监测系统,包括传感器网络、数据采集与处理系统和数据传输系统。
传感器网络是由多个传感器组成的分布式网络,用于实时监测结构的各个部位。
数据传输系统负责将传感器数据传输到数据采集与处理系统,以进行进一步的分析和评估。
结构健康监测

结构健康监测目录•1概念•2过程•3理想的结构健康监测方法•4工作流程图•5研究内容概念结构健康监测(Structural Health Monitoring,简称SHM)是一种技术,是智能材料结构在实际工程中的一种很重要的应用。
结构健康监测系统是一种仿生智能系统,可以在线监测结构的“健康”状态。
它采用埋入或表面粘贴的传感器作为神经系统,能感知和预报结构内部缺陷和损伤。
结构整体与局部的变形、腐蚀、支撑失效等一系列的非健康因素,是一种对材料或结构进行无损评估的方法。
当遇到突发事故或危险环境,系统可通过调节与控制使整个结构系统恢复到最佳工作状态。
系统还可通过自动改变和调节结构的形状、位置、强度、刚度、阻尼或振动频率使结构在危险时能自我保护,并继续生存下去。
过程结构健康监测的过程包括:通过一系列传感器得到系统定时取样的动力响应测量值,从这些测量值中抽取对损伤敏感的特征因子,并对这些特征因子进行统计分析,从而获得结构当前的健康状况。
理想的结构健康监测方法理想的结构健康监测方法应该能准确的在损伤发生的初期,发现损伤并能够定位及确定损伤的程度,进而提供结构的安全性评估,并能预测损伤结构的剩余寿命。
工作流程图研究内容结构健康监测系统在国民生产中的应用非常广泛,特别是在工程中,有很多材料结构需要及时的维护及监测,用传统的监测方法耗时、费力,并且费用昂贵,而运用结构健康监测的技术就可以使这些缺点得到改进。
结构健康监测的技术有如下优点:(1)实时在线地监测及安全性评估,节省维护费用。
(2)依靠先进的测试系统,可减少劳动力和降低人工误判。
(3)可以及时的和最新技术相结合。
(4)大多数具有自修复功能。
(5)自动化程度高,可以大大提高安全性和可靠性。
近年来,随着材料和结构损伤特征信号处理技术研究的进展,传感/驱动技术研究的深入,监测系统越来越多地应用于实际的工程实践中,比如先进战斗机和超期服役飞机的健康监控、航天器及空间站的健康监测和民用结构的在线监测。
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结构健康监测【结构健康监测】是指对工程结构实施损伤检测和识别。
我们这里所说的损伤包括材料特性改变或结构体系的几何特性发生改变,以及边界条件和体系的连续性,体系的整体连续性对结构的服役能力有至关重要的作用。
结构健康监测涉及到通过分析定期采集的结构布置的传感器阵列的动力响应数据来观察体系随时间推移产生的变化,损伤敏感特征值的提取并通过数据分析来确定结构的健康状态。
对于长期结构健康监测,通过数据定期更新来估计结构老化和恶劣服役环境对工程结构是否有能力继续实现设计功能。
监测简介监测起源长期以来,我们一直使用针对质量的不连续的方法来评估结构是否有能力继续服役以实现设计目的。
从19世纪初开始,列车员借助小锤通过听锤击铁轨的声音来确定是否存在损伤。
在旋转机械行业,几十年来振动监测一直作为检测手段。
在过去的十到十五年里,结构健康监测技术开始兴起并产生一个联合不同工程学科分支的新的领域,而且专注于这个领域的学术会议和科学期刊开始产生。
因此这些技术变得更为常见。
识别算法结构健康监测的问题可归入数据模式识别算法的范畴[3-4] 。
这个算法可分解为四部分:(1)实用性评估,(2)数据采集和提纯,(3)特征提取和数据压缩,(4)统计模型的发展。
当你试图将此算法应用于实际工程结构上获取的数据时,很明显的是,第2-4部分,即数据提纯、压缩、正规化和数据融合来贴近工程实际服役环境是非常关键的环节,我们可通过硬件、软件以及二者的有机结合来实现。
实用性评估对于健康监测对结构的损伤识别能力,实用性评估涉及到四个方面:(1)结构健康监测的应用对于生命安全和经济效益有什么好处?(2)怎样对结构进行损伤定义,多重损伤同时存在的可能性,哪种类型最值得关注?(3)什么条件下(不同用途、不同环境)的体系需要监测(4)使用过程中采集数据的局限性使用环境对监测的体系和监测过程的完成形成限制条件。
这种评估开始将损伤识别的过程和损伤的外部特征联系起来,当然也用到独特的损伤特征来完成检测。
数据采集和提纯结构健康监测的数据采集部分涉及到选择激励方法、传感器类型、数量和布置,以及数据采集、存储、传输设备。
经济效益是选择方案一个重要的参考因素,采样周期是另一个不可忽视的因素。
因为数据可在变化的环境中获取,将这些数据正规化的能力在损伤识别过程中变得非常重要。
当应用于结构健康监测时,数据正规化是一个分离出由于环境或操作而导致的传感器测得的不准确的数值。
最常见的方法是通过测量输入参数来正规化测得的响应。
当环境或操作影响比较显著时,我们需要来对比相似时间段的数据或对应的操作周期。
数据的不稳定性的来源需要认识到并把它对系统监测的影响降到最低。
总的来说,不是所有的影响因素都可以消除,因此,我们有必要才去适当的措施来确保这些无法消除的因素对监测系统的影响作用大小。
数据的不稳定性会因为变化的环境因素、测试条件以及测试的不连续性而加剧。
数据提纯是一个筛选部分有价值数据以完成传递的过程,与特征提取的过程相反。
数据提纯很大程度上基于个人相关数据采集的经验。
举例来说,通过检查测试设备的安装或许会发现某个传感器的固结已经松动,因此基于个人经验可以在数据处理的过程中删除获取的这组数据或某个特定传感器测得的数据。
数据处理技术,比如滤波和重构,也是一种不错的数据提纯方法。
总之,结构健康监测过程中的数据采集、正规化和提纯技术在不断前进。
特征提取过程的进一步认识和数据模型的不断完善都将有助于数据采集技术的进步。
特征提取和数据压缩结构健康监测领域中最受关注的莫过于通过数据特征如何辨别出损伤结构与完好结构。
数据压缩包含于这个特征选择过程,最有效的损伤识别的特征还是基于相关测试系统的相应量(比如现场测得的振动谱或频率)是最常用的特征之一。
另一个损伤识别方法是寻找与特定损伤敏感的因素,即某个结构体系在某特定环境下的损伤与某种参数最原始的定义相对应。
这种模拟损伤的系统是一种非常有效的工具。
分析工具的应用也起到非常重要的作用,比如试验验证的有限元模型。
分析工具通常用来进行数值模拟试验,通过计算机设置来模拟真实结构的损伤。
通过观测承受荷载的结构体系关键部件的老化得到的损伤累计测试也可用于识别某些损伤。
这个过程涉及到加速损伤测试、疲劳测试、腐蚀、和温度循环对某种类型损伤的积累。
上文提到的多种类型的分析和试验研究或多种研究方法的有机结合可加深对某些损伤特征的认识。
统计模型的发展通过统计模型来辨别结构是否存在损伤,是结构健康监测领域文献中涉及最少的一部分。
统计模型关注如何评估结构的损伤状态的算法的使用,统计模型中用到的算法通常分为3种:当完好结构和有损伤的结构的数据都可获取时,模式识别算法通常使用与有参照的研究有关的整体分类,整体分类和回归分析法都属于有参照研究的范畴;无参照研究指的是缺乏损伤结构的数据;新型的检测技术(或引用自其他行业比较成熟的技术)是一种应用于无参照研究中的基本算法。
所有的算法(分析统计或提纯优化)都推动损伤识别技术的提升。
结构健康监测理论基础经过20年的发展,可以说本领域已经成熟到一个阶段,很多基本的理论和原理已经成型。
这些原理如下:公理1:所有的材料都有内在损伤;公理2:损伤的评估需要体系两种状态的对比;公理3:可通过无参照研究来判定损伤是否存在和定位损伤,但是判定损伤类型和损伤程度需要有参照研究模式;公理4a:单靠传感器不能测定损伤,数据处理的特征提取和统计分类才能将传感器获取数据转换为损伤信息;公理4b:在缺乏智能特征提取手段时,测试方法对损伤越敏感,则操作和环境因素对测试结果影响越大;公理5:损伤的开始和发展的长度和时间尺度提供结构健康监测传感系统需要的特征;公理6:在算法对损伤的敏感度和抗噪声干扰的能力有一个平衡点;公理7:可通过体系动力响应变化测得的损伤尺寸与可激励的频率范围大小成反比;结构健康监测的组成结构健康监测系统包括:1)结构2)传感器系统3)数据采集系统4)数据传输和存储系统5)数据管理系统6)数据解析和诊断a)系统识别b)结构模型更新c)结构状况评估d)预测服役年限这个技术的一个比较典型的例子,在桥梁或飞机中布置传感器,这些传感器为不同的结构变化提供譬如应力或应变的实时监测信息。
在土木工程行业,传感器获取的数据通常传送到远端的数据采集中心。
借助于现代技术,基于传感器获取到的信息使结构的实时控制(主动结构控制)成为可能。
——来着百度摘要:在电力系统中,随着电网容量越来越大,以及智能电网的发展,对变压器的运行状态实行有效地监测成为了值得研究的课题,而将物联网与变压器状态和检测联系起来更成为一个全新的课题。
物联网由感知层,网络层和应用层组成,感知层负责信息的获取,网络层负责信息的传输,应用层负责对信息的反馈处理。
新型的Zigbee技术的发展促进了物联网的应用。
ZigBee技术是一种低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。
各种电子设备之间进行典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
引言电力变压器在线监测是一项复杂的工程,目前在线监测技术还不太成熟。
传感器技术对电力变压器的监测显得尤为重要。
美国电力研究院开发出一种直接测量分析变压器油中的四种气体,并检测其状态,现已应用于变压器的状态监测中。
在电力变压器监测过程中,如何提高监测数据的可靠性及时性,就要解决两个问题:一是如何获得有效及时的数据,二是怎样将这些数据传输到监控人员的手中。
我国直到本世纪初才开始接受并尝试国外先进的理念和技术,而且,这种尝试还只是局部的,没有形成规模的尝试,但是发展的势头是好的,通过多年的努力,也取得了不错的研究成果,并得到了实际应用。
目前电力变压器在线监测技术的应用主要是气象色谱及局部放电的在线测试,同事加强了变压器绕组变形,绕组老化及铁心接地的测试,此外,整栋检测,噪声监测,红外热像检测也得到了广泛的实际应用。
关于电力变压器运行状态的监测,大部分的学者都认为,随着经济条件的发展,信息技术,传感技术,无线传输技术以及智能电网水平的提高,这将会朝着利用物联网技术方向发展。
实际应用将会随着理论的发展而得到广泛的应用。
1、物联网技术物联网是国家新兴战略产业中信息产业发展的核心领域,将在国民经济发展中发挥重要作用。
而将物联网应用于电力变压器检测,构建电力变压器实时运行数据中心,将使智能电网的发展迈上新的台阶。
本文介绍将物联网在电力变压器中的应用,故先对物联网进行分析。
1.1物联网技术物联网,英文名“The Internet Of Things”。
顾名思义,即:物物相连的网络。
这也表明了物联网也是互联网,它也是由互联网发展而来的。
物联网技术的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址,每一个物件都可以控制,每一个物件都可以通信。
显然,它作为“感知、传输、应用”3项技术相结合的一种产物,是一种全新的信息获取和处理技术。
1.1.1频识别技术.射频识别RFID技术,是一种通过无线电信号对特定的目标进行识别,并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触,它隶属于非接触式自动识别技术。
其基本原理是利用射频信号和空间电磁场耦合传输特性来实现对监控物体的信息交换及自动识别。
RFID的设计就是射频电路技术、通信技术、传感器技术等的紧密结合。
RFID的阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。
典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。
RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。
比如说,我们在商场见到的电子标签就属于RFID标签。
因此,这种技术应用非常广泛。
射频识别系统性能的评断,阅读距离(电子阅读器与电子标签最大距离能够识别)的长短最重要的指标之一。
在实际的应用中,不同识别系统的的阅读距离差别很大,这一般是有实际情况来决定的。
GPS是英文Global Positioning System的简称Zigbee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术,是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。
根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术协定层从下到上分别为实体层(PHY)、媒体存取层(MAC)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。
网络层由ZigBee联盟制定,应用层的开发应用根据用户的应用需要,对其进行开发利用,因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。