【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土构件疲劳损伤检测，具体涉及一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统及方法。
技术介绍
1、随着混凝土结构的广泛应用，其长期性能和耐久性问题越来越受到关注。特别是在高负荷、复杂环境条件下，混凝土构件容易出现疲劳损伤，严重影响结构的安全性和使用寿命。
2、现有的混凝土构件疲劳损伤监测技术主要包括振动测试、声波检测、应变测量等方法。然而，这些方法在实际应用中存在一定的局限性。例如，振动测试虽然可以反映结构的整体性能，但难以准确识别局部损伤；声波检测虽然对损伤位置较为敏感，但受到环境噪声和混凝土材料特性的影响较大；应变测量能够直接反映混凝土构件的变形情况，但传统的应变计安装不便，且容易受到环境因素的影响。因此，提出一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统及方法用以监测混凝土构件是否出现疲劳损伤。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统及方法，解决以下技术问题：
2、如何提供一种能够更加准确的监测混凝土构件是否出现疲劳损伤的传感器系统。
3、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
4、一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，包括：
5、传感器监测模块，用于对目标混凝土构件进行实时监测，并获取所述目标混凝土构件的实时状态数据；
6、环境监测模块，用于对所述目标混凝土构件所在的环境进行实时监测，并获取实时环境数据；
7、分析处理模块，用
8、优选的，所述传感器监测模块设置于所述目标混凝土构件内多个部位，所述传感器监测模块包括应变传感器、位移传感器和加速度传感器，所述实时状态数据包括用所述应变传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的应变数据、用所述位移传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的位移数据和用所述加速度传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的加速度数据。
9、优选的，根据所述实时状态数据和实时环境数据对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估的过程包括：
10、根据所述实时状态数据获取所述目标混凝土构件各个部位的疲劳安全系数；
11、根据所述实时环境数据获取所述目标混凝土构件所在环境的环境影响系数；
12、根据所述环境影响系数对所述疲劳安全系数对应的预设阈值进行修正；
13、将各个部位的所述疲劳安全系数分别与对应的预设阈值进行比对，若均满足对应阈值条件，则将所述疲劳安全系数与修正后的预设阈值进行比对，根据比对结果对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估。
14、优选的，根据所述实时状态数据获取所述目标混凝土构件各个部位的疲劳安全系数的过程包括：
15、通过公式：
16、hi＝μ1*γfi+μ2*γsi+μ3*γzi
17、计算所述目标混凝土构件第i个部位的疲劳安全系数hi；
18、其中，
19、
20、其中，(t1，t2)为对应的采集时间段；zi(t)为所述目标混凝土构件第i个部位的加速度变化曲线；zi0(t)为所述目标混凝土构件第i个部位的标准加速度变化曲线；δriz为所述目标混凝土构件第i个部位的加速度状态参考值；hzi为加速度疲劳影响函数；fi(t)为所述目标混凝土构件第i个部位的应变变化曲线；fi0(t)为所述目标混凝土构件第i个部位的标准应变变化曲线；δrif为所述目标混凝土构件第i个部位的应变状态参考值；γzi0为预设加速度变化标准系数；π1和π2为预设应变影响权重系数；hfi为应变疲劳影响函数；si(t)为所述目标混凝土构件第i个部位的位移变化曲线；si0(t)为所述目标混凝土构件第i个部位的标准位移变化曲线；δris为所述目标混凝土构件第i个部位的位移状态参考值；hsi为位移疲劳影响函数；γfi0为预设应变变化标准系数；ρ1、ρ2和ρ3为预设应变影响权重系数；μ1、μ2和μ3为预设权重系数。
21、优选的，根据所述实时环境数据获取所述目标混凝土构件所在环境的环境影响系数的过程包括：
22、通过公式：
23、
24、其中，
25、计算所述目标混凝土构件所在环境在对应的采集时间段(t1，t2)内的环境影响系数y0；
26、其中，n为环境参数的项数；j∈[1，n]；αj为第j项环境参数的权重系数；ej(t)为第j项环境参数变化曲线；ej0(t)为第j项环境参数标准变化曲线；δej为第j项环境参数预设变化差值；g为环境损伤影响函数。
27、优选的，根据所述环境影响系数对所述疲劳安全系数对应的预设阈值进行修正的过程包括：
28、通过公式：
29、
30、计算第i个部位修正后的阈值hi1；
31、其中，hi0为第i个部位的预设阈值；y1为预设环境影响状态值。
32、优选的，将各个部位的所述疲劳安全系数分别与对应的预设阈值进行比对，若均满足对应阈值条件，则将所述疲劳安全系数与修正后的预设阈值进行比对，根据比对结果对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估的过程包括：
33、将第i个部位的疲劳安全系数hi与第i个部位的预设阈值hi0进行比对：
34、若hi≥hi0，则判断所述目标混凝土构件的第i个部位出现疲劳损伤；
35、否则，将第i个部位的疲劳安全系数hi与第i个部位修正后的阈值hi1进行比对：
36、若hi≥hi1，则判断所述目标混凝土构件的第i个部位出现疲劳损伤；
37、否则，判断所述目标混凝土构件的第i个部位没有出现疲劳损伤。
38、优选的，所述分析处理模块还包括根据各个部位的疲劳损伤状况评估所述目标混凝土构件的整体疲劳损伤状态：
39、通过公式：
40、
41、计算所述目标混凝土构件的整体疲劳损伤系数w0；
42、将所述整体疲劳损伤系数w0与预设阈值wa、wb进行比对：
43、若w0≥wb，则判断整体疲劳损伤状态极差；
44、若wb＞w0>wa，则判断整体疲劳损伤状态较差；
45、若w0≤wa，则整体疲劳损伤状态较优；
46、其中，m为所述目标混凝土构件的检测部位总个数；i∈[1，m]；τi为第i个部位的权重系数。
47、一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器方法，包括：
48、对目标混凝土构件进行实时监测，并获取所述目标混凝土构件的实时状态数据；对所述目标混凝土构件所在的环境进行实时监测，并获取实时环境数据；根据所述实时状态数据和实时环境数据对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估。
49、本专利技术的有益效果：...
【技术保护点】
1.一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，所述传感器监测模块设置于所述目标混凝土构件内多个部位，所述传感器监测模块包括应变传感器、位移传感器和加速度传感器，所述实时状态数据包括用所述应变传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的应变数据、用所述位移传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的位移数据和用所述加速度传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的加速度数据。
3.根据权利要求1所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，根据所述实时状态数据和实时环境数据对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估的过程包括：
4.根据权利要求3所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，根据所述实时状态数据获取所述目标混凝土构件各个部位的疲劳安全系数的过程包括：
5.根据权利要求3所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，根据所述实时环境数据获取所述目标混凝土构件所在环境的环境影响系数的过程包
6.根据权利要求5所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，根据所述环境影响系数对所述疲劳安全系数对应的预设阈值进行修正的过程包括：
7.根据权利要求3所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，将各个部位的所述疲劳安全系数分别与对应的预设阈值进行比对，若均满足对应阈值条件，则将所述疲劳安全系数与修正后的预设阈值进行比对，根据比对结果对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估的过程包括：
8.根据权利要求7所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，所述分析处理模块还包括根据各个部位的疲劳损伤状况评估所述目标混凝土构件的整体疲劳损伤状态：
9.一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，所述传感器监测模块设置于所述目标混凝土构件内多个部位，所述传感器监测模块包括应变传感器、位移传感器和加速度传感器，所述实时状态数据包括用所述应变传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的应变数据、用所述位移传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的位移数据和用所述加速度传感器监测的所述目标混凝土构件在受力过程中的加速度数据。
3.根据权利要求1所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，根据所述实时状态数据和实时环境数据对所述目标混凝土构件是否出现疲劳损伤进行评估的过程包括：
4.根据权利要求3所述的用于监测混凝土构件疲劳损伤的传感器系统，其特征在于，根据所述实时状态数据获取所述目标混凝土构件各个部位的疲劳安全系数的过程包括：
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟豪，刘显东，王帅，苏坤鹏，王兆喆，石旭登，王信，祁兵，
申请(专利权)人：河南省第一建设集团荥阳装配式建筑有限公司，
类型：发明
国别省市：
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