基于FieldPoint模塊的橋梁振動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

FieldPoint具有將通訊方式、I/O功能和信號(hào)終端模塊化的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。基于FieldPoint
模塊的測(cè)試技術(shù)具有易維修、易擴(kuò)展、可靠性高、調(diào)試方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文介紹這一技術(shù)在橋梁振動(dòng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：FieldPoint模塊 振動(dòng) 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)
橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)是橋梁健康監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，橋梁的振動(dòng)狀態(tài)是反映橋梁健康狀況的重要
參數(shù)。國(guó)內(nèi)列車(chē)提速以后，橋梁振動(dòng)成為人們關(guān)心的問(wèn)題。雖然各有關(guān)部門(mén)加強(qiáng)了對(duì)橋梁振動(dòng)的測(cè)試工作，但振動(dòng)測(cè)試的手段仍然是傳統(tǒng)的，必須有人值守的。隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，開(kāi)展無(wú)人值守的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)研究已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外一些已建成或在建的大橋已安裝了不同規(guī)模的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。例如，丹麥主跨為1624m 的Great Belt East 懸索橋；美國(guó)主跨為440m 的Sunshine Sky way Bridge斜拉橋和Benicic-Martinez 鋼桁架橋；英國(guó)主跨為194m 的獨(dú)塔斜拉橋等，都安裝了用于結(jié)構(gòu)響應(yīng)與形變等的傳感裝置，旨在監(jiān)測(cè)大橋結(jié)構(gòu)的整體性能與安全性能。在我國(guó)，大型橋梁健康監(jiān)測(cè)也已開(kāi)始受到人們的重視，一些重要的大型橋梁如香港的青馬大橋、汲水門(mén)大橋和汀九大橋，內(nèi)地的廣東虎門(mén)大橋，上海徐浦大橋以及江陰長(zhǎng)江大橋等，都安裝有不同規(guī)模的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。尤其是香港青馬大橋和上海徐浦大橋，其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較為完善。橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人值守、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，其關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)合理有效的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和采用功能可靠的現(xiàn)代通信技術(shù)。
由于橋梁空間跨度較大, 經(jīng)常是幾百米甚至上千米, 這就要求這個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有
一定遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸能力，因此采用某種通信方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也是非常重要的。由于控制室和橋梁現(xiàn)場(chǎng)之間的距離的不確定性, 因此這種傳輸方式必須既考慮經(jīng)濟(jì)方面的要求, 又要適合于遠(yuǎn)程傳輸且不受傳輸距離的限制。綜合以上幾種主要因素的考慮, 可以在現(xiàn)場(chǎng)采用現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)模塊將模擬信號(hào)在不大的區(qū)域集中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后再進(jìn)行傳送，再通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸進(jìn)入主機(jī)，以減小因傳輸線路太長(zhǎng)而產(chǎn)生的信號(hào)衰減和噪聲干擾，確保所采集的信號(hào)的真實(shí)性?，F(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)模塊目前市場(chǎng)上并不多，很多大的測(cè)控技術(shù)公司正在將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)分解后開(kāi)發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)模塊，或提供協(xié)作商開(kāi)發(fā)工具共同開(kāi)發(fā)。目前比較成熟的有美國(guó)國(guó)家儀器公司NI（National Instruments）提供的FieldPoint模塊。該模塊簡(jiǎn)單易學(xué)，使用方便。本文將介紹在橋梁振動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制中采用FieldPoint模塊的實(shí)例。