【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑结构健康监测领域，具体涉及建筑采用消能减震的抗震措施时，一种建筑减震器工作位移变形实时监测系统。
技术介绍
1、随着新型减隔震材料和技术发展、材料性能和结构计算分析能力的提高，建筑抗震方法、抗震措施逐渐从增强结构构件抵抗地震的作用能力向采用减隔震技术消耗地震作用能量的方向转变。其中《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》(risn-tg046-2023)提出，需要对采用减隔震技术的建筑以及减震器本身设置地震反应监测系统，并在附录g给出了消能减震器工作方向变形监测的相关规定。
2、目前，对于剪切型和摩擦型阻尼减震器缺少系统的实时监测全寿命周期内工作状态位移的设备和方法，难以得到地震发生时的建筑场地全过程地震动和建筑上部设置的减震器位移响应，因而无法分析设防建筑在不同烈度下的抗震能力。目前减震器的监测系统还存在以下缺陷。
3、第一，现有技术关于地震动监测或者关注城市区域、或者振动传感器安装在建筑上以监测结构动响应，在传感器设置等关键技术缺少细节，按其所述较难获得用于设防建筑进行动力时程分析的准确地震作用。不能准确获取设防建筑抗震分析所需的准确地震烈度，没有给出获取地震动加速度时程曲线的明确技术路线。
4、第二，对于地震动或结构动响应数据量大的特点，现有技术多采用移动通信或光纤等有线通信方式。但是当高烈度地震发生时，当地通信塔停止工作或建筑局部损坏会导致网线破坏，采用上述通信方式易出现监测系统与外部，或系统自身各模块之间通信中断的情况，造成数据传输存在一些困难，如传输速度慢或者不
5、第三，现有技术未见高烈度地震发生时的数据传输和保存的详细步骤。在极端情况下数据存储容易受地震作用破坏，导致缺乏足够的备份存储能力，难以进行地震相关数据的分析和处理。
6、第四，传统的动应变方法在结构响应监测中存在局限性，无法满足剪切型和摩擦型阻尼减震器工作位移监测的需求，而减震器的种类复杂繁多，针对不同类型的减震器，目前缺少专门设计的监测方案，难以确保监测方案的可靠性和适用性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种建筑减震器工作位移变形实时监测系统，所述系统包括地震动感知装置、本地监测站、减震器位移监测装置、云服务器、远程终端控制与分析装置；
2、所述地震动感知装置包括用于获取建筑周边的地震动加速度信号的地震动感知传感器和对所述地震动加速度信号进行采集、存储、处理的第一数据采集与处理装置，地震动感知装置内存储的数据传输给本地监测站或云服务器；
3、所述减震器位移监测装置包括获取外部减震器的位移信号的位移传感器和对所述位移信号进行采集、存储、处理的第二数据采集与处理装置；减震器位移监测装置内存储的数据传输给本地监测站或云服务器；所述位移传感器采用高精度激光三角测量方式进行减震器的位移的测量；且所述位移传感器的数量为2；
4、本地监测站接收并存储收到的数据，并将所存储的全部数据传输给云服务器；云服务器存储接收到的数据，并绘制成地震动加速度时程曲线、减震器位移时程曲线；远程终端控制与分析装置访问云服务器，分析减震器的工作性能；
5、所述第一数据采集与处理装置、第二数据采集与处理装置结构相同，均包括数据采集器、数据存储器、数据处理器、4g移动网络通信模块和lora节点；所述数据采集器实时采集相应传感器的信号并存储在各自的数据存储器中；
6、第一数据采集与处理装置的数据处理器根据地震动加速度信号选择是否向地震动感知装置和减震器位移监测装置发送第一指令以及是否向本地监测站发送第二指令；第一数据采集与处理装置的数据处理器对地震动加速度信号进行频谱分析，得到加速度频谱特征；地震动感知装置能够将其存储的数据通过有线传输的方式或4g移动网络通信模块传输给本地监测站、通过4g移动网络通信模块传输给云服务器；
7、第二数据采集与处理装置的数据处理器对数据存储器所存储的位移信号进行幅值分析和频谱分析，得到位移幅值和位移频谱特征并存储，还通过4g移动网络通信模块将其存储的数据传输给云服务器或本地监测站；第二数据采集与处理装置的数据采集器的数量与所述位移传感器的数量相等；
8、所述地震动感知装置的lora节点发送第一指令给减震器位移监测装置、发送第二指令给本地监测站；减震器位移监测装置的lora节点用于接收第一指令。
9、进一步地，所述数据存储器包括第一数据存储器和第二数据存储器；所述数据采集器实时采集各自的传感器内的地震动加速度信号或位移信号并存储在各自的第一数据存储器中，第二数据采集与处理装置的两个数据采集器分别采集两个位移传感器内的位移信号；地震动感知装置的数据处理器判断其第一数据存储器内的地震动加速度信号表示的地震动加速度峰值的绝对值的大小，并根据判断结果选择是否向地震动感知装置的第二数据存储器和减震器位移监测装置的第二数据存储器发送第一指令。
10、进一步地，所述加速度频谱特征存储在地震动感知装置的第二数据存储器中；当加速度频谱特征表现为占优频率与场地卓越周期不一致时，地震动感知装置的4g移动网络通信模块将地震动感知装置的第二数据存储器内存储的地震动加速度信号和加速度频谱特征传输到云服务器以及本地监测站并保存；当加速度频谱特征表现为占优频率与场地卓越周期一致时，地震动感知装置的第二数据存储器内存储的地震动加速度信号和加速度频谱特征通过4g移动网络通信模块传输到本地监测站并保存；
11、当至少一个所述位移幅值大于或等于减震器的位移预警阈值时，减震器位移监测装置的4g移动网络通信模块将减震器位移监测装置的第二数据存储器内存储的位移信号、两个位移幅值和两个位移频谱特征传输到云服务器以及本地监测站并保存；当两个所述位移幅值均小于减震器的位移预警阈值时，减震器位移监测装置的第二数据存储器内存储的位移信号、两个位移幅值和两个位移频谱特征通过4g移动网络通信模块传输到本地监测站并保存。
12、进一步地，所述本地监测站包括4g移动网络数据传输装置、lora网关路由器、本地数据存储装置，所述lora网关路由器接收地震动感知装置发送来的第二指令；在对本地监测站进行检修时，lora网关路由器发出让减震器位移监测装置和地震动感知装置停止向本地监测站发送数据的第三指令。
13、进一步地，所述远程终端控制与分析装置访问所述云服务器，当地震动加速度时程曲线为多个时，比较全部地震动加速度时程曲线，若全部的地震动加速度时程曲线不一致，则对本地监测站和地震动感知装置进行检修，若全部的地震动加速度时程曲线一致，将地震动加速度时程曲线输入远程终端控制与分析装置的结构计算软件得到计算的减震器位移时程曲线，比较计算的减震器位移时程曲线和实际的减震器位移时程曲线，得到比较结果，根据比较结果分析减震器工作位移是否正常，并改进结构计算软件中的模型的参数设置，以修正模型，提高结构计算软件的减隔震计算分析的准确性；并通过结构计算软件计算且复核减震器安装的位置、数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述系统包括地震动感知装置、本地监测站、减震器位移监测装置、云服务器、远程终端控制与分析装置；
2.根据权利要求1所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述数据存储器包括第一数据存储器和第二数据存储器；所述数据采集器实时采集各自的传感器内的地震动加速度信号或位移信号并存储在各自的第一数据存储器中，第二数据采集与处理装置的两个数据采集器分别采集两个位移传感器内的位移信号；地震动感知装置的数据处理器判断其第一数据存储器内的地震动加速度信号表示的地震动加速度峰值的绝对值的大小，并根据判断结果选择是否向地震动感知装置的第二数据存储器和减震器位移监测装置的第二数据存储器发送第一指令。
3.根据权利要求2所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，当地震动加速度峰值的绝对值|Ag|小于22mm/s2且地震台网发送监测建筑周边400km范围以内的地震消息至云服务器时，地震动感知装置的第二数据存储器接收第一指令并从第一数据存储器提取当前时刻前0.5小时的地震动加速度信号，并实时从第一数据存储
4.根据权利要求3所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，当地震动加速度峰值的绝对值|Ag|＜22mm/s2且地震台网发送监测建筑周边400km范围以内的地震消息至云服务器时，减震器位移监测装置的第二数据存储器接收第一指令并从自身的第一数据存储器提取当前时刻前0.5小时的位移信号，并实时从第一数据存储器内提取当前时刻后1小时的位移信号，存储时间不少于30天，且减震器位移监测装置的第二数据存储器是从第一数据存储器分别提取两个数据采集器所采集的数据，减震器位移监测装置的第二数据存储器通过4G移动网络通信模块传输位移信号给本地监测站；
5.根据权利要求4所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述加速度频谱特征存储在地震动感知装置的第二数据存储器中；当加速度频谱特征表现为占优频率与场地卓越周期不一致时，地震动感知装置的4G移动网络通信模块将地震动感知装置的第二数据存储器内存储的地震动加速度信号和加速度频谱特征传输到云服务器以及本地监测站并保存；当加速度频谱特征表现为占优频率与场地卓越周期一致时，地震动感知装置的第二数据存储器内存储的地震动加速度信号和加速度频谱特征通过4G移动网络通信模块传输到本地监测站并保存；
6.根据权利要求2所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述本地监测站包括4G移动网络数据传输装置、LoRa网关路由器、本地数据存储装置，所述LoRa网关路由器接收地震动感知装置发送来的第二指令；在对本地监测站进行检修时，LoRa网关路由器发出让减震器位移监测装置和地震动感知装置停止向本地监测站发送数据的第三指令。
7.根据权利要求1所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述云服务器根据所接收的数据中的地震动加速度信号绘制地震动加速度时程曲线，以及所接收的数据中的位移信号绘制减震器工作位移时程曲线，保存地震动加速度时程曲线和减震器工作位移时程曲线。
8.根据权利要求7所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述远程终端控制与分析装置访问所述云服务器，当地震动加速度时程曲线为多个时，比较全部地震动加速度时程曲线，若全部的地震动加速度时程曲线不一致，则对本地监测站和地震动感知装置进行检修，若全部的地震动加速度时程曲线一致，将地震动加速度时程曲线输入远程终端控制与分析装置的结构计算软件得到计算的减震器位移时程曲线，比较计算的减震器位移时程曲线和实际的减震器位移时程曲线，得到比较结果，根据比较结果分析减震器工作位移是否正常，并改进结构计算软件中的模型的参数设置，以修正模型，提高结构计算软件的减隔震计算分析的准确性；并通过结构计算软件计算且复核减震器安装的位置、数量或者减震器的性能是否达到预期目的，使减震器的安装设置达到最佳减震能力。
9.根据权利要求1所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述位移传感器包括减震器与位移计的连接杆、激光位移计，所述激光位移计包括相对设置的激光器和激光反射面以及滑动端导杆；所述激光位移计的一端通过所述连接杆与减震器铰接，所述激光位移计的另一端通过所述滑动端导杆与减震器铰接；减震器发生位移变化时，所述滑...
【技术特征摘要】
1.一种建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述系统包括地震动感知装置、本地监测站、减震器位移监测装置、云服务器、远程终端控制与分析装置；
2.根据权利要求1所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述数据存储器包括第一数据存储器和第二数据存储器；所述数据采集器实时采集各自的传感器内的地震动加速度信号或位移信号并存储在各自的第一数据存储器中，第二数据采集与处理装置的两个数据采集器分别采集两个位移传感器内的位移信号；地震动感知装置的数据处理器判断其第一数据存储器内的地震动加速度信号表示的地震动加速度峰值的绝对值的大小，并根据判断结果选择是否向地震动感知装置的第二数据存储器和减震器位移监测装置的第二数据存储器发送第一指令。
3.根据权利要求2所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，当地震动加速度峰值的绝对值|ag|小于22mm/s2且地震台网发送监测建筑周边400km范围以内的地震消息至云服务器时，地震动感知装置的第二数据存储器接收第一指令并从第一数据存储器提取当前时刻前0.5小时的地震动加速度信号，并实时从第一数据存储器内提取当前时刻后1小时的地震动加速度信号，存储时间不少于30天，与此同时，地震动感知装置的lora节点向本地监测站的lora网关路由器发送第二指令，使本地监测站记录当前的时间；地震动感知装置的第二数据存储器通过4g移动网络通信模块传输地震动加速度信号给本地监测站；
4.根据权利要求3所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，当地震动加速度峰值的绝对值|ag|＜22mm/s2且地震台网发送监测建筑周边400km范围以内的地震消息至云服务器时，减震器位移监测装置的第二数据存储器接收第一指令并从自身的第一数据存储器提取当前时刻前0.5小时的位移信号，并实时从第一数据存储器内提取当前时刻后1小时的位移信号，存储时间不少于30天，且减震器位移监测装置的第二数据存储器是从第一数据存储器分别提取两个数据采集器所采集的数据，减震器位移监测装置的第二数据存储器通过4g移动网络通信模块传输位移信号给本地监测站；
5.根据权利要求4所述的建筑减震器工作位移变形实时监测系统，其特征在于，所述加速度频谱特征存储在地震动感知装置的第二数据存储器中；当加速度频谱特征表现为占优频率与场地卓越周期不一致时，地震动感知装置的4g移动网络通信模块将地震动感知装置的第二数据存储器内存储的地震动加速度信号和加速度频谱特征传输到云服务器以及本地监测站并保存；当加速度频谱...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨英武，吴德权，陈审声，方宁，雷明根，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：
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