1、桥梁监测仪器设备方案北京飞拓信达激光技术有限公司2013 年 10 月仪器设备方案一、监控系统组成针 对 该 项 目 的 实 际 问 题 ，以 及 现 有 的 桥 梁 结 构 监 测 手 段 ，并 充分 考 虑 经 济 、便 捷 等 因 素 ，建 立 如 1 所 示 的 桥 梁 安 全 监 控 系 统 。该系 统 主 要 由 传 感 器 系 统 、太 阳 能 供 电 系 统 ，无 线 发 射 器 、无 线 接 收器 、GPRS 网 络 及 监 控 中 心 等 部 分 组 成 。其 中 现 场 监 测 系 统 将 采 用温 湿 度 传 感 器 、应 变 传 感 器 、倾 角 传 感 器 、位 移
2、 传 感 器 及 挠 度 传 感器 ，相 邻 多 个 传 感 器 共 用 一 个 无 线 发 射 模 块 ，多 个 无 线 发 射 模 块 传到 一 个 无 线 接 收 模 块 ，然 后 通 过 GPRS 传 回 控 制 中 心 。对 桥 跨 结 构安 全 性 能 指 标 进 行 监 测 。图 1 桥 梁 监 测 系 统 组 成系 统 优 点 ：1、所 有 传 感 器 和 无 线 传 输 网 络 都 是 一 个 生 产 厂 家 提 供 ，接 口兼 容 ，方 便 用 户 维 护 。售 后 相 对 有 保 证 。2、相 邻 跨 布 置 一 个 无 线 发 射 模 块 ，每 桥 布 置 一 个 无
3、线 接 收 模块 ，将 采 集 数 据 通 过 GPRS 接 收 机 传 输 到 GPRS 控 制 器 或 公 网 ，便于 客 户 随 时 随 地 查 看 数 据 ，甚 至 可 以 实 现 超 限 数 据 短 信 报 警 。3、每 个 传 感 器 有 全 球 唯 一 的 地 址 编 码 ，本 系 统 可 以 将 温 湿 度传 感 器 、应 变 传 感 器 、位 移 计 、挠 度 传 感 器 、固 定 测 斜 仪 及 裂 缝 监测 传 感 器 集 成 到 一 个 系 统 下 进 行 数 据 的 采 集 ，可 在 同 一 采 集 软 件显 示 。每 套 软 件 可 以 采 集 多 个 GPRS 数
4、 据 。方 便 实 现 远 程 控 制 。4、单 点 触 发 采 集 ，采 样 频 率 足 以 满 足 在 线 实 时 监 测 的 需 要 。5、使 用 电 缆 线 距 离 短 ，安 装 方 便 、快 捷 ，后 期 维 护 费 用 低 。二、主要仪器设备性能参数1. FTYB-3000A 数码静态应变传感器图 1 应 变 传 感 器产品介绍：数码应变表面传感器用来测量结构体在静荷载作用下产生的微应变。它是一种采用磁感位置编码技术研制而成新型应变传感器；无需接二次仪表，直接以数码方式将测量值传送给专门配置的数显表或计算机显示。有线/无线传送距离可达 1km 或更远。工作原理：通过直接测量物体某个
5、标长范围（如标距 150mm)内的微小长度变化来测应变，因此本应变传感器相当于是一个测微小位移电子装置（它的位移分辨力为 0.015m，相当于电子式十万分表)。与下图的机械式千分表应变测量装置测量原理类似传统自制的标矩为 400mm的机械式千分表应变测量装置（通过千分表测量标长范围内的长度变化）产品应用：工程结构（如砼及构件） 、钢结构、岩体以及土木程结构中桥梁、板、柱等应变的量测。产品优势：应变传感器是测量钢结构或混凝土结构微应变的传感器，在 150mm 标距内，全部采用钢材料，膨胀系数和混凝土接近，测量更精确。特别提示：目前国内存在仿造产品，产品结构不是纯钢材料，圆形传感腔体放置在标距内，
6、温度变化时将引起较大误差。我公司产品为全钢结构，腔体在标距外，温度膨胀影响较小，测量更精准。技术指标： 符合混凝土结构实验方法标准； 应变量程范围 ：1500； 应变最小分辨率：0.1； 动态响应频率 ：0100z； 标 距 ：150mm 非线性及准度 ：1.0F.S. 零点漂移 ：4/4h； 温度漂移 ：0.1/； 输出方式 ：RS485/无线； 工作电压电流 ：DC+812 V 30mA； 工作温度 ：-30+60；湿度85RH； 防护等级 ：IP65。2、FTYB-3000B 数码动静态应变传感器产 品 介 绍 ：数码动静态应变传感器基本原理与数码静态应变传感器大致相同，但它内置有高速数
7、字采集、存储芯片，动态频率响应 0-100 赫兹，完全满足大型桥梁结构的静态、动态冲击响应。同时它灵敏度高，线性度好，性能稳定，抗干忧能力强，安装方便,适宜长期观测，有线/无线传送距离可达 1km 或更远。产品应用：工程结构(如砼及构件)以及土木工程中桥梁、板、柱等表面应变的动、静态应变量测。技 术 参 数 ： 技术指标：符合混凝土结构实验方法标准 应变量程范围 ： 1500； 应变最小分辨率： 0.1； 动态响应频率 ： 0100z； 标距 ： 150mm； 非线性及准度 ： 1.0F.S.； 重复性及滞后 ： 0.5F.S.； 零点漂移 ： 4/4h； 温度漂移 ： 1/； 输出方式 ：
8、RS485/无线； 工作电压电流 ： DC+812 V； 30mA； 抗强磁能力 ： 2000A/m； 工作温度 ： -30+60（湿度85RH） ； 防护等级 ： IP65。3、 FTWY-50 数码直线位移传感器图 2 位 移 传 感 器产品介绍：测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场作用于波导管，使波导管产生磁致伸缩现象，产生应变脉冲，根据应变脉冲来判断活动磁环的位置。数码位移传感器采用外壳表面阳极处理，防
9、腐蚀；内置进口波导丝作为测量单元，经DSP 数字信号处理，精度高，无温漂，无接触，寿命长达二十年；滑杆球头具有自动对中功能，便于安装，允许极限运动速度为 10m/s。工作原理：直线数码位移传感器通过可伸缩测杆在被测体移动时带动钐钴合金材料在固定霍尔芯片内移动，利用霍尔效应输出电压信号。该信号直接进入 16 位单片机进行采样，转换成数字信号后，对其位置非线性编码，最后直接以 RS485 标准输出位移数字量。产品优势：非接触式测量，避免接触测量产品寿命影响。产品应用：广泛应用于土木工程、岩土工程、机械、水利水电等位置测量领域。技术指标 符合混凝土结构实验方法标准; 量程范围 ：50mm ； 最小分
10、辨率：1； 示值误差 ：40； 温度漂移 ：0. 1/10 F.S.； 时间漂移 ：0.01F.S./360h； 输出方式 ：RS485/无线； 工作电压 ：DC+812 V ； 150mA； 工作环境 ：-30+60 （湿度100% RH） ； 防护等级 ：IP65。图为：现场安装示意图4、 FTJN-3 工程结构体动静态挠度沉降测试仪（ 非 接 触 式 ， ccd 采集 ）图 3 挠 度 测 试 仪产品介绍：FTJN-3 工程结构体动静态挠度沉降测试仪是测量工程结构体各个被测点之间的相对高度变化的专业测量仪器设备。包括测试仪主机、钢丝滑轮承载器、固定支架等组成。FTJN-3 工程结构体挠度
11、沉降测试仪需要一个基准位置，可以在被测体以外拉一条细钢丝，钢丝一端固定，另一端通过滑轮牵引一重物，该重物的使钢丝以不变的重力被牵引，不受外环境（温度，湿度）影响。工作原理：挠度沉降测试仪本身固定于被测结构体上，测试仪内部安装有工业 ccd，用0.30.6细钢丝穿过测试仪，同时钢丝两端以恒力牵引并固定于被测体外不变位的静止物上，调整间隙使钢丝穿过而不接触测试仪。以钢丝作为静止参考基准，用挠度测试仪内部 ccd 来采集钢丝与测试仪的相对位移变化，从而测得被测结构体的挠度值。产品优势：钢丝与挠度测试仪是采用 ccd 非接触测量静止钢丝，减少了由于接触摩擦和其他传动机构造成的钢丝位置改变仪器的误差。精
12、度远远大于同类产品。产品应用：广泛用于各大型工程岩体、结构体（如桥梁、路基、地基、坝体、基桩）等各测点不均匀的沉陷（垂直） 、倾斜或水平方向的测量；也可用于基桩静荷载竖向沉降检测，无须基准梁，仅需挂拉一根细钢丝作参考基准即可。技术指标 符合混凝土结构实验方法标准； 量程范围 ：50 mm （可根据用户需要扩展） ； 最小分辨率：0.01mm； 示值误差 ：0.1 mm； 时间漂移 ：0.05 mm /8 h ； 温度漂移 ：0.02%F.S./； 重复精度 ：0.05mm； 通讯方式 ：RS485 标准接口； 工作环境 ：-30+60、湿度 90% RH； 工作电压 ：DC +8 +12V。5
13、、 FTQJ-3 数码动静倾角传感器（固 定 测 斜 仪 ）图 4 固 定 测 斜 仪产品介绍：数码动静倾角传感器是由采用磁感位置编码技术研制而成的新一代角位移位置控制器演变而来，具有无触点、无噪音、无磨损、无死区、灵敏度高、可靠性好的优点、较一般光电编码器更能耐受冲击与振动，使用寿命长。数码动静倾角传感器内部由摆杆、钐钴合金材料、霍尔芯片、16 位单片机组成。传感器安放在被测结构体上，随结构一起倾斜；内部摆杆上固定霍尔芯片在磁场内移动，利用霍尔效应输出电压信号，该信号直接进入 16 位单片机进行采样，转换成数字信号后，对其位置非线性编码，最后直接以 RS485 标准输出位移数字量。工作原理：
14、固定测斜仪是高精度双轴数字倾角仪，倾角仪通过测量静态重力加速度变化，转换成倾角变化。倾角仪测量输出传感器相对于水平面的倾斜和俯仰角度。倾角仪内置温度传感器可以根据温度变化修正传感器温度漂移。传感器角度响应速度从 1 次/秒-5 次/秒（可调） 。内置冲击抑制模式，依靠角度反映速度的差别，区分冲击震动和倾角变化。产品应用：测量桥梁动载下的动态倾斜角度变化，桥梁横向和纵向的阻尼等,诸如大楼、大坝、堤坝等结构的倾斜;也可用来测量边坡、矿井口、开挖面（如挡土墙）等的相对稳定性。技术指标 符合混凝土结构实验方法标准； 量程范围 ：30； 精度 ：0.02%； 灵敏度：0.005%； 测量精度 ：1.0
15、级； 输出方式 ：RS485 标准接口； 工作电压电流：DC+812 V、 40mA； 工作环境 ：-25+70 、 湿度 90% RH。6、 FTLF-5 裂 缝 监 测 仪图 5 裂 缝 监 测 仪产品介绍：裂缝监测仪用于长期定点监测并记录在高空以及不易接触结构位置上的重点裂缝变化情况，该监测仪能自主的连续测量并记录裂缝在一段时间内的变化过程以及外界环境温度的变化值，从而清晰地反映该裂缝的变化趋势。技术参数: 测量范围：5mm/10mm/20mm/30mm，可定制； 裂缝位移精度：0.01mm； 温度测量精度：0.5； 最大记录数：65536 条； 最小采样间隔：1 分钟； 最大采样间隔：
16、24 小时； 待机时间：大于 3 个月（采样间隔设置为 24 小时） ； 密封标准：IP 65； 电缆长度：10 米/15 米/30 米，可定制； 供电：6 节 1.5V 电池； 使用温度：-3080。7、 FTWS-3 温 湿 度 传 感 器图 6 温 湿 度 传 感 器产品介绍：智能数字式温湿度变送器采用进口湿敏电容湿度传感器和铂热电阻温度传感器，产品具有全量程精度高、稳定性、一致性好、响应速度快（温湿度、温度、湿度用户可选）等特点。产品可以很方便地与同等协议的其它设备联网通讯，或者进行软件开发、采用组态软件进行组态。 仪 器 参 数 ： 湿 度 ： 5 95%RH 无 凝 露 温 度 ：
17、 -40 80 工 作 电 源 ： 12VDC10% 温 度 ： （ -40 80） 温 度 测 量 准 确 度 ： Pt100： 优 于 0.5 (0 50 ) 湿 度 有 效 测 量 范 围 ： 10 95% RH 长 期 稳 定 性 典 型 值 ： 0.5%RH/年 湿 度 测 量 准 确 度 ： 2% RH（ 20 90%RH,20 无 凝 露 ）8、 无 线 发 射 模 块无 线 发 射 模 块 ， 可 以 不 同 类 型 传 感 器 通 过 传 感 器 线 接 到 集 线 盒子 上 ， R485 集 线 盒 的 电 源 (12V)接 到 盒 子 上 （ 四 芯 口 ） 。 集 线
18、盒 和集 线 盒 之 间 通 过 七 芯 总 线 连 接 ， 可 根 据 传 感 器 数 量 定 制 接 口 数 量 。9、 无 线 接 收 模 块无 线 接 收 端 用 于 接 收 多 个 无 线 数 据 收 发 器 （ 截 面 端 ） 上 的 所 有连 接 的 传 感 器 数 据 。 一 对 多 接 收 ， 可 组 网 传 感 器 数 量 多 达 512 个以 上 。 传 输 距 离 1 2Km。 可 12V 蓄 电 池 供 电 。 可 接RS232、 RS485 或 者 串 口 电 脑 USB 口 。10、 GPRS 终 端GPRS 终 端 是 一 款 使 用 GPRS 进 行 无 线
19、数 据 传 输 的 模 块 产 品 ，支 持 PPP、 TCP、 UDP 等 众 多 复 杂 网 络 协 议 和 SOCKET 插 口 标 准 ， 为用 户 提 供 全 透 明 的 数 据 传 输 模 式 ， 同 时 支 持 点 对 点 、 点 对 多 点 、 模块 间 、 模 块 与 监 控 中 心 间 等 多 种 不 同 的 通 讯 模 式 ， 用 户 不 用 关 心 复杂 的 底 层 网 络 协 议 ， 通 过 全 透 明 的 串 行 口 ， 就 可 以 进 行 远 程 无 线 数据 收 发 ， 让 你 的 设 备 随 时 随 地 的 接 入 TERNET。 支 持 TCP 和 UDP
20、两种 报 文 格 式 ， 用 户 可 以 任 意 选 择 。该 产 品 广 泛 应 用 在 远 程 电 力 监 控 、 远 程 数 据 采 集 /传 输 、 水 污 染 监控 、 油 田 监 控 、 GPS 车 载 终 端 、 森 林 防 火 、 气 象 数 据 采 集 、 远 程 抄表 、 野 外 无 人 职 守 、 无 法 布 线 等 领 域 。 解 决 这 些 领 域 的 通 讯 难 题 。应 用 特 点 ： 终 端 根 据 设 置 好 的 工 作 参 数 ， 无 需 其 它 任 何 设 备 ， 上 电 自 动 拨 号 上网 ， 自 动 连 接 服 务 器 。 支 持 全 透 明 收 发
21、 模 式 和 半 透 明 （ 协 议 通 讯 ） 模 式 ， 用 户 可 以 根 据 自己 的 应 用 情 况 选 择 使 用 。 终 端 模 块 体 积 超 小 ， 不 到 一 张 明 片 体 积 的 2/3。 同 类 产 品 体 积 最小 ， 特 别 适 合 嵌 入 式 系 统 集 成 . 采 用 推 拉 式 sim 卡 座 ， 连 接 可 靠 。 高 度 集 成 的 GPRS、 TCP/IP 技 术 ， 内 置 工 业 级 GPRS 引 擎 和 嵌 入式 CPU 完 成 复 杂 的 网 络 协 议 ， 支 持 PPP、 TCP、 UDP、 DNS 等 协 议 ，为 用 户 数 据 提 供
22、 透 明 的 传 输 通 道 。 性 能 稳 定 ， 保 证 野 外 恶 劣 环 境 条 件 下 长 期 可 靠 工 作 ， 内 置 看 门 狗 ，决 不 死 机 。 用 户 可 设 置 心 跳 间 隔 、 保 持 设 备 长 期 在 线 。 由 于 信 号 不 好 、 中 心 关 闭 等 引 起 的 断 线 ， 终 端 保 证 在 条 件 恢 复 后自 动 重 连 (TCP 协 议 )。 支 持 中 心 为 固 定 IP 方 式 支 持 中 心 为 动 态 IP+域 名 解 析 方 式 ， 该 功 能 使 用 户 无 需 申 请 昂 贵 的固 定 IP 业 务 。 提 供 TTL、 232、
23、 485 多 种 串 行 通 讯 接 口 ， 波 特 率 可 选 择 ， 从300BPS 到 115200BPS。 通 过 片 内 bootloader 装 载 程 序 实 现 串 口 编 程 (ISP)， 方 便 升 级 。随 时 享 用 新 功 能 。 终 端 内 有 FLASH 存 贮 器 ， 一 次 设 置 ， 永 久 有 效 。 支 持 软 开 关 机 功 能 ， 用 户 不 用 终 端 工 作 时 ， 可 发 指 令 让 终 端 关 机 ，这 是 为 对 功 耗 有 严 格 要 求 的 用 户 设 计 。终 端 GPRS 性 能 指 标 工 作 电 压 ： DC5V 稳 压 电 源
24、 工 业 级 设 计 ， 工 作 环 境 温 度 ： -25 - +70 ， 储 藏 温 度 ： -45 - +85 湿 度 范 围 ： 0 - 95 非 冷 凝 功 耗 ： 数 据 收 发 时 200MA,空 闲 时 50MA。 RS232 串 口 ： 默 认 9600BPS， 8， 1， N（ 可 调 ） （ 默 认 接 口 ） TTL 串 口 ： 默 认 9600BPS， 8， 1， N（ 可 调 ） 485 串 口 ： 默 认 9600BPS， 8， 1， N（ 可 调 ） SIM 卡 接 口 ： 支 持 标 准 手 机 卡 。 SIM 卡 槽 采 用 推 拉 式 。 GSM 天 线
25、接 口 ： 50 欧 SMA 天 线 连 接 头我 们 的 产 品 优 势1、 公 司 与 清 华 大 学 、 交 通 部 科 学 研 究 院 、 中 交 华 联 等 专 业 桥 梁检 测 监 测 单 位 合 作 多 年 ， 具 有 丰 富 的 检 测 、 监 测 项 目 经 验 ， 受 到 广大 业 主 单 位 的 一 致 好 评 。2、 公 司 是 专 业 仪 器 生 产 商 而 非 代 理 商 ， 整 套 产 品 （ 各 种 传 感 器 、数 据 采 集 仪 、 无 线 传 输 网 络 、 数 据 处 理 软 件 ） 自 主 研 发 生 产 。 所 有产 品 出 自 一 家 ， 数 据 接 口 一 致 ， 方 便 组 网 ， 便 于 业 主 维 护 。3、 我 公 司 是 目 前 国 内 唯 一 能 够 可 以 自 主 完 成 上 述 全 部 检 测 或 监测 产 品 研 发 生 产 的 公 司 。4、 全 部 自 主 产 品 ， 售 后 方 便 ， 不 会 出 现 售 后 推 诿 ， 扯 皮 的 情 况 。5、 可 以 根 据 客 户 要 求 提 供 检 测 或 监 测 方 案 、 相 关 仪 器 设 备 、 安装 调 试 、 数 据 采 集 与 处 理 软 件 等 一 站 式 服 务 ， 方 式 专 业 灵 活 。
