一种用于土木工程的结构监测系统的制作方法

本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种用于土木工程的结构监测系统。

背景技术：

大型土木工程结构和基础设施，如水坝、大型桥梁、高层建筑等，它们的使用期都长达几十年、甚至上百年，在其服役过程中，由于环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化以及其它使用不当的人为因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累，从而导致抗力衰减，甚至导致突发事故，给人民的生命和财产造成巨大的损失，甚至带来极坏的社会影响。

目前市场上土木工程监测系统中的仪器通过传输电缆相互连接，在监测的过程中，因土木工程环境恶劣、地面毛糙，在传输线缆拖拽的过程中，可能造成信号传输电缆破皮，导致直接接地短路，对处理器造成巨大的伤害，容易造成监测系统的瘫痪。

技术实现要素：

本发明提供一种用于土木工程的结构监测系统，旨在解决土木工程监测系统中的仪器通过传输电缆相互连接，在监测的过程中，因土木工程环境恶劣、地面毛糙，在传输线缆拖拽的过程中，可能造成信号传输电缆破皮，导致直接接地短路，对处理器造成巨大的伤害，容易造成监测系统的瘫痪的问题。

本发明是这样实现的，一种用于土木工程的结构监测系统，包括处理单元、反馈单元、监测单元和保护单元，所述处理单元包括处理器和内存条，所述处理器与所述内存条相连接，用于对所述内存条内部的数据进行调取和写入，所述反馈单元包括显示器和控制面板，所述显示器和所述控制面板均与所述处理器相连接，所述显示器用于对所述处理器处理后的数据和监测情况进行显示，所述控制面板用于进行人机交互，所述监测单元包括混凝土钢筋检测传感器、多模式渗漏寻检传感器、墙体导热系数测定传感器，所述混凝土钢筋检测传感器、多模式渗漏寻检传感器和墙体导热系数测定传感器均通过传输电缆与所述处理器相连接，所述混凝土钢筋检测传感器用于对钢筋锈蚀程度进行检测，所述多模式渗漏寻检传感器用于无损渗漏检测和建筑物渗漏源查找，所述墙体导热系数测定传感器用于检测建筑物围护结构传热系数是否达到设计要求，所述保护单元包括发光元件、光敏元件和放大元件，所述发光元件的输入端通过传输电缆分别与所述混凝土钢筋检测传感器、所述多模式渗漏寻检传感器和所述墙体导热系数测定传感器的输出端相连接，所述放大元件的输出端通过传输电缆与所述处理器相连接，所述发光元件、所述光敏元件和所述放大元件依次串联，所述发光元件用于将电信号转化为光信号，所述光敏元件用于将光信号转化为电信号，所述光敏元件用于将转化后的电信号进行放大。

优选的，所述处理器、所述内存条、所述显示器和所述控制面板组成监控装置，用于人机交互。

优选的，所述发光元件、所述光敏元件和所述放大元件设置为一体，搭载于传输电缆上。

优选的，所述发光元件、所述光敏元件和所述放大元件设置有三组，分别对应所述混凝土钢筋检测传感器、所述多模式渗漏寻检传感器和所述墙体导热系数测定传感器三条传输线路。

优选的，所述发光元件、所述光敏元件和所述放大元件之间的信号传输方向为单向。

优选的，所述处理器还包括模数转换器，所述模数转换器位于所述处理器的输入端。

优选的，所述模数转换器用于信号之间的转换，将电信号转化为数字信号。

优选的，所述处理器设置为单片机，用于控制信号的转换，图像数据的显示以及数据的存储和读取。

优选的，所述内存条包括存储和暂存两部分，分别用于数据的长期存储和短期存储。

优选的，还包括供电电源，所述供电电源与各个元器件相连接，用于电器元件的供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种用于土木工程的结构监测系统，通过在所述保护单元的内部设置所述发光元件、所述光敏元件和所述放大元件，可以将土木工程的结构监测系统中用于串联各个仪器的传输电缆进行隔断，防止一条传输线路直接搭接在处理器上，造成短路时整个土木工程的结构监测系统的瘫痪，发光元件将电信号转换为光信号，光敏元件将光信号再次转换为电信号，从而对直连的传输线路进行隔断保护也可以进行信号的传输，有效的防止了整个土木工程的结构监测系统的崩溃和损坏。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明的处理单元示意图；

图3为本发明的反馈单元示意图；

图4为本发明的监测单元示意图；

图5为本发明的保护单元示意图；

图中：1-处理单元、11-处理器、12-内存条、2-反馈单元、21-显示器、22-控制面板、3-监测单元、31-混凝土钢筋检测传感器、32-多模式渗漏寻检传感器、33-墙体导热系数测定传感器、4-保护单元、41-发光元件、42-光敏元件、43-放大元件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种用于土木工程的结构监测系统，包括处理单元1、反馈单元2、监测单元3和保护单元4，处理单元1包括处理器11和内存条12，处理器11与内存条12相连接，用于对内存条12内部的数据进行调取和写入，反馈单元2包括显示器21和控制面板22，显示器21和控制面板22均与处理器11相连接，显示器21用于对处理器11处理后的数据和监测情况进行显示，控制面板22用于进行人机交互，监测单元3包括混凝土钢筋检测传感器31、多模式渗漏寻检传感器32、墙体导热系数测定传感器33，混凝土钢筋检测传感器31、多模式渗漏寻检传感器32和墙体导热系数测定传感器33均通过传输电缆与处理器11相连接，混凝土钢筋检测传感器31用于对钢筋锈蚀程度进行检测，多模式渗漏寻检传感器32用于无损渗漏检测和建筑物渗漏源查找，墙体导热系数测定传感器33用于检测建筑物围护结构传热系数是否达到设计要求，保护单元4包括发光元件41、光敏元件42和放大元件43，发光元件41的输入端通过传输电缆分别与混凝土钢筋检测传感器31、多模式渗漏寻检传感器32和墙体导热系数测定传感器33的输出端相连接，放大元件43的输出端通过传输电缆与处理器11相连接，发光元件41、光敏元件42和放大元件43依次串联，发光元件41用于将电信号转化为光信号，光敏元件42用于将光信号转化为电信号，光敏元件42用于将转化后的电信号进行放大。

在本实施方式中，首先混凝土钢筋检测传感器31对钢筋锈蚀程度进行检测，多模式渗漏寻检传感器32对无损状态下渗漏检测和建筑物渗漏源查找，墙体导热系数测定传感器33检测建筑物围护结构传热系数是否达到设计要求，然后均通过传输电缆将收集到的数据传递给处理器11，信号的传输的过程中首先为电信号的传输，随后经过发光元件41将电信号转换为光信号，光敏元件42对光信号进行接收并再次转化为电信号，然后通过放大元件43将电信号放大后，发送给处理器11接收，处理器11控制数模转换器对电信号进行转换，并将转换的结果发送给显示器21，显示器21进行显示便于工作人员的阅读，工作人员将监测的结果与原有的数据进行比对，若现在监测的数据与原始的数据有差距并远大于合理值，即表明现在的土木工程结构产生了变化，若现在监测的数据与原始的数据差距在合理值范围内，则表明现在的土木工程结构没有产生大的变化。

进一步的，处理器11、内存条12、显示器21和控制面板22组成监控装置，用于人机交互。

在本实施方式中，通过设置监控装置可以在土木工程的远处进行监测，防止检测时土木工程发生意外，造成伤害，也便于远离土木工程，在空旷地方接收到外界的无线网络信号。

进一步的，发光元件41、光敏元件42和放大元件43设置为一体，搭载于传输电缆上；发光元件41、光敏元件42和放大元件43设置有三组，分别对应混凝土钢筋检测传感器31、多模式渗漏寻检传感器32和墙体导热系数测定传感器33三条传输线路。

在本实施方式中，通过设置三组分别对应混凝土钢筋检测传感器31、多模式渗漏寻检传感器32和墙体导热系数测定传感器33三条传输线路，从而对外露的每个输出电缆均进行保护，防止外部的输出电缆接地，对处理器11造成损伤，致使整个监控系统瘫痪。

进一步的，发光元件41、光敏元件42和放大元件43之间的信号传输方向为单向。

在本实施方式中，发光元件41一般都是发光二极管，发光二极管加上正向电压时，能将电能转化为光能而发光，发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源驱动，但发光二极管在使用时必须加正向电压，光的接收部分主要由光敏元件42构成，光敏元件42一般都是光敏晶体管，光敏晶体管是利用pn结在施加反向电压时，在光线照射下反向电阻由大变小的原理来工作的，最后通过放大元件43即电子电路进行电信号进行放大，隔断了传输线路之间的直接连接，避免了短路造成的伤害。

进一步的，处理器11还包括模数转换器，模数转换器位于处理器11的输入端；模数转换器用于信号之间的转换，将电信号转化为数字信号。

在本实施方式中，接收到处理器11发出的信号转换指令，即对信号进行转化，将原有的电信号转换为数字信号，便于处理器11的处理，然后传递给显示器21进行显示。

进一步的，处理器11设置为单片机，用于控制信号的转换，图像数据的显示以及数据的存储和读取。

在本实施方式中，通过设置单片机式的处理器11，只需要对混凝土钢筋检测传感器31、多模式渗漏寻检传感器32和墙体导热系数测定传感器33三条传输线路传输过来的数据进行信号的控制转化，然后显示给工作人员观察即可，对数据的处理量要求不大。

进一步的，内存条12包括存储和暂存两部分，分别用于数据的长期存储和短期存储。

在本实施方式中，通过将内存条12进行分区，从而对数据按照重要性进行划分，保证了对部分重要数据进行长期的存储，便于后期需要资料的调取和使用，暂存数据保证暂时性的使用，节省内存的使用空间。

进一步的，还包括供电电源，供电电源与各个元器件相连接，用于电器元件的供电。

在本实施方式中，通过设置供电电源为各个电器元件进行供电，保证各个电器元件的正常运行，从而对土木工程进行检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。