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建筑物结构健康监测解决方案综述

建筑物结构健康监测解决方案综述 概览 对建筑物结构的现场测试和监测，给传统的数据采集和记录设备带来了严峻的挑 战。而不管是作为用于建筑物诊断研究的便携式结构测试系统，还是永久安装用于 长期性能和健康状况监测，美国国家仪器公司都为开发和部署建筑物结构健康测试 (SHM)解决方案的结构工程师们，提供了集性能、可靠性和多功能于一身的测量系 统。 本篇文档截取自 《用于现场应用的结构健康监测资源》。 目录 1. 长期监测与便携式测试比较 2. 用于结构应用的传感器和测量方法 3. 用于便携式结构测试的无线 DAQ 4. 用于长期持续监测的坚固耐用的嵌入式系统 5. 软件 6. 高级分析和信号处理 长期监测与便携式测试比较 现场结构监测和测试应用大致可以分为两类：持续监测和便携式测试。 长期持续监测系统在一个很长的时间段内——几个月、几年或永久，收集建筑物的 数据。持续监测系统在这段很长的时间内，不断提供关于建筑物的健康、状态和疲 劳特性或日常运行等的信息。因为系统通常持续工作在无人且远程的环境下，所以 需要进行高可靠性和远程操作方面的优化。 便携式测试系统则是暂时安装在建筑物上，用于评估建筑物或部件当前的状态。例 如，应变系统可以安装在大桥上在一天时间内测量额定负荷，或者通过振动系统采 E-mail:@ Tel: (021)5050 9800 Fax: (021)6555 6244 NI 上海：上海浦东张江集电港二期张东路 1387 号第 45 幢 (201203) 全球独家推出 全覆盖型省配线解决方案 集振动的幅度和频率，用于诊断研究。对于便携式测试系统而言，快捷简单的配置 及与笔记本电脑间的简单互联是非常重要的特性。 针对这些应用类型，NI 公司提供了若干种高效的解决方案。本文章将着重介绍长 期持续监测的应用平台 NI CompactRIO 和用于便携式结构测试的高效无线解决方 案 NI Wi-Fi DAQ。 CompactRIO Wi-Fi DAQ 普通应用 长期持续监测 便携式结构测试 健康监测 结构诊断 长期应力/振动研究 额定负载 疲劳监测 短期测试 工作模式 独立工作 基于 PC 机 (嵌入式数据记录、处理) (实时传输数据到 PC 主机) 连接特性 以太网(可选用第三方调制解调器 Wi-Fi (802.11b/g) 和以太网 I/O 功能 C 系列模块 C 系列模块 (静态和动态测量) (静态和动态测量) 表 1.用于长期监测和便携式测试应用的 CompactRIO 和 Wi-Fi DAQ 的比较 用于结构应用的传感器和测量方法 建筑物结构监测和测试中最常见的测量方法是应力和振动测量，应力测量通常使用 箔式电阻应变片，并采用全桥、半桥或四分之一桥的配置。动态振动采集通常使用 内建有

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