一种弯坡桥墩位移自动监测系统的制作方法

本发明涉及弯坡桥墩监测相关领域，尤其涉及一种弯坡桥墩位移自动监测系统。

背景技术：

1、弯坡桥墩位移自动监测系统是一种专门设计用于监测桥梁结构健康状态的高科技设备，它通过安装在桥墩上的各种传感器(如位移传感器、倾角传感器等)，实时采集桥墩在受到外部因素(如交通负荷、环境变化等)影响时的位移和倾斜数据，采集的数据通过无线或有线方式传输到中央监控系统，进行实时分析和处理，该系统可以在桥墩发生异常位移或倾斜时，及时发出预警信号，提醒相关人员进行维护和检修，从而有效防止桥梁结构损坏，确保桥梁的安全和使用寿命。

2、现有技术在实际使用过程中，存在以下问题：由于传感位置于户外，环境因素确定性较低，传感器容易受环境因素影响监测精度，导致精度降低；并且传感监测位置较为分散，安装较为不便，需要人工不断手动调节，安装较为不便，影响安装效率；并且传感器监测过程中，受高温或低温情况下容易影响寿命。

技术实现思路

1、因此，为了解决上述不足，本发明提供一种弯坡桥墩位移自动监测系统。

2、为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种弯坡桥墩位移自动监测系统，包括传感器系统、数据采集系统、数据处理与分析系统、通信系统、远程监控中心和能源供应系统；

3、传感器系统：监测桥墩的位移、倾角、加速度和环境条件；

4、数据采集系统：负责实时收集传感器数据，并应用自适应校准技术；

5、中央处理系统：内置数据处理与分析系统，对传感器数据进行实时处理、历史数据对比和趋势预测；

6、通信系统：通过无线或有线通信传输处理后的数据到远程监控中心，包括无线通信模块和有线通信线路；

7、远程监控中心：于实时监视和报警响应，支持远程监控和管理，具备显示屏、报警系统和远程监控系统；

8、能源供电系统：为传感器系统、数据采集系统、中央处理系统和通信系统提供系统所需的电力，包括太阳能供电系统和电缆线路供电系统。

9、优选的，所述传感器系统包括位移传感器、倾角传感器、加速度传感器和环境适应性传感器，四组传感器集成为传感器模组，并且安装于辅助监测装置内部，环境适应性传感器：监测环境条件如温度、湿度和气压。

10、优选的，所述数据采集系统包括数据采集模块和自适应校准模块，数据采集模块：负责将传感器实时采集的数据集成和传输至中央处理系统，数据采集模块具备数据预处理功能，自适应校准模块：根据环境变化动态调整测量参数。

11、优选的，所述自适应校准模块实现步骤如下：

12、s1数据接收：接收从传感器和数据采集模块传输的数据；

13、s2环境数据分析：环境适应性传感器采集的环境数据被传送到自适应校准模块，模块分析这些数据，识别出环境变化，为温度、湿度和气压对传感器读数的影响；

14、s3校准算法：根据环境数据分析的结果，自适应校准模块利用特定的校准算法计算出需要调整的参数，校准算法为多变量回归分析算法；

15、s4参数调整和反馈：计算出的校准参数被传输回各个传感器，调整其测量参数，自适应校准模块将校准后的数据反馈到数据采集模块和传感器系统。

16、优选的，所述数据处理与分析系统包括实时数据处理和历史数据对比与趋势预测，实时数据处理：中央处理系统实时处理传感器传输的数据，包括位移、倾角和加速度的监测，历史数据对比与趋势预测：系统将当前数据与历史数据进行对比分析，并基于机器学习算法进行预测，预测未来的结构变化趋势。

17、优选的，所述远程监控中心具备显示屏和报警系统、远程监控系统，实时显示桥墩的位移情况和结构健康状态，设定安全阈值并在超出时自动触发报警通知相关人员采取措施，全天候监测桥墩状态，支持远程访问控制和实时数据查看。

18、优选的，所述辅助监测装置包括用于进行防护的安装框，安装框设置有四组以上、用于连接安装框的连接调节机构以及设于安装框内中部用于安装防护传感器模组的传感器护件；

19、安装框包括内侧连接传感器护件的框体、设于框体上下面四端的支撑垫、设于框体前端的马达箱、设于马达箱内部的第一马达、连接第一马达输出轴的减速机以及连接减速机输出轴的转动件，所述转动件设置有两组，前后转动件连接减速机输出轴，后端转动件设于框体内后端，两组转动件内侧均与传感器护件进行连接；

20、所述框体与连接调节机构连接位置开设有凹槽，头部与尾部侧面不与连接调节机构的框体连接，该侧面不开设有凹槽。

21、优选的，所述连接调节机构包括设于两组对应凹槽内侧的支板、用于连接支板和凹槽的锁杆、设于支板内侧的导向齿轮以及铰接于导向齿轮外侧的侧板，两组所述支板内侧的导向齿轮进行啮合，两组所述导向齿轮前后位置通过侧板进行铰接。

22、优选的，所述传感器护件包括设于框体内侧的两组防护箱、设于两组防护箱内侧的固定壳、安装在固定壳顶端的感应板、设于感应板两侧对角位置的透风网以及设于防护箱内部用于安装传感器模组的支撑壳。

23、优选的，所述防护箱包括外侧连接转动件的壳体、设于壳体外侧对应透风网的盖板、设于盖板内侧的密封垫、开设于壳体外侧的导向槽、贯穿导向槽连接盖板的连杆、连接连杆另一端的滑动套、与滑动套内部进行螺纹连接的螺纹杆以及安装在壳体内部且输出轴连接螺纹杆的第二马达。

24、本发明的有益效果：

25、本发明通过系统中加入自适应校准技术并利用多变量回归分析算法，可以通过实时分析温度、湿度等环境因素对传感器数据的影响，自动调整测量参数，显著提高数据的准确性和稳定性，确保系统在复杂环境条件下的鲁棒性和可靠性，从而提供更加精确和可靠的监测结果。

26、本发明通过在监测系统中，将传感器模组安装到辅助监测装置，用辅助监测装置进行辅助监测，内置有四组以上可进行独立角度调节的安装框，每组安装框内设置有独立的传感器护件，传感器护件内部可安装传感器模组，来对多个检测面进行集中同步监测，安装过程中或者监测过程中，可通过框体内马达进行角度调节，无需人工调节，并且传感器护件内置有高效散热结构以及密闭结构，环境适应性强，避免极端天气下的损坏，影响监测精度。

1.一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：包括传感器系统、数据采集系统、数据处理与分析系统、通信系统、远程监控中心和能源供应系统；

2.根据权利要求1所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述传感器系统包括位移传感器、倾角传感器、加速度传感器和环境适应性传感器，四组传感器集成为传感器模组，并且安装于辅助监测装置内部，环境适应性传感器：监测环境条件如温度、湿度和气压。

3.根据权利要求2所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述数据采集系统包括数据采集模块和自适应校准模块，数据采集模块：负责将传感器实时采集的数据集成和传输至中央处理系统，数据采集模块具备数据预处理功能，自适应校准模块：根据环境变化动态调整测量参数。

4.根据权利要求3所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述自适应校准模块实现步骤如下：

5.根据权利要求1所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述数据处理与分析系统包括实时数据处理和历史数据对比与趋势预测，实时数据处理：中央处理系统实时处理传感器传输的数据，包括位移、倾角和加速度的监测，历史数据对比与趋势预测：系统将当前数据与历史数据进行对比分析，并基于机器学习算法进行预测，预测未来的结构变化趋势。

6.根据权利要求1所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述远程监控中心具备显示屏和报警系统、远程监控系统，实时显示桥墩的位移情况和结构健康状态，设定安全阈值并在超出时自动触发报警通知相关人员采取措施，全天候监测桥墩状态，支持远程访问控制和实时数据查看。

7.根据权利要求2所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述辅助监测装置包括用于进行防护的安装框，安装框设置有四组以上、用于连接安装框的连接调节机构以及设于安装框内中部用于安装防护传感器模组的传感器护件；

8.根据权利要求7所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述连接调节机构包括设于两组对应凹槽内侧的支板、用于连接支板和凹槽的锁杆、设于支板内侧的导向齿轮以及铰接于导向齿轮外侧的侧板，两组所述支板内侧的导向齿轮进行啮合，两组所述导向齿轮前后位置通过侧板进行铰接。

9.根据权利要求8所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述传感器护件包括设于框体内侧的两组防护箱、设于两组防护箱内侧的固定壳、安装在固定壳顶端的感应板、设于感应板两侧对角位置的透风网以及设于防护箱内部用于安装传感器模组的支撑壳。

10.根据权利要求9所述一种弯坡桥墩位移自动监测系统，其特征在于：所述防护箱包括外侧连接转动件的壳体、设于壳体外侧对应透风网的盖板、设于盖板内侧的密封垫、开设于壳体外侧的导向槽、贯穿导向槽连接盖板的连杆、连接连杆另一端的滑动套、与滑动套内部进行螺纹连接的螺纹杆以及安装在壳体内部且输出轴连接螺纹杆的第二马达。