1、無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)指標及應用

1、TDR遙測數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)一、用途TDR遙測數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，主要用于測點多、分布遠、布線難的測量環(huán)境。 如橋梁健康監(jiān)測、橋梁安全監(jiān)測、建筑檢驗、電梯檢驗、特殊設(shè)備檢驗等。該系統(tǒng)采用無線控制和監(jiān)控、固態(tài)記錄、 USB“對接”傳輸或?qū)崟r遙測傳輸 方式，既可以使用內(nèi)部電池供電，也可以使用外部供電，具有無線、抗干擾、 精度高、數(shù)據(jù)傳輸快、便于野外操作的優(yōu)點?？蓽y量振動、沖擊、壓力、噪聲、應變、溫度、過載、陀螺等信號，適用 于橋梁、建筑、鐵路、電力、水利、航天、航空等領(lǐng)域。二、系統(tǒng)組成1、系統(tǒng)由主控軟件、主控機、采集終端等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所 示：TDR 遙測數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖2、主控軟件如下圖示：

2、TDR 主控軟件界面3、TDR 采集終端外形如下圖示：TDR-60 采集終端外形圖 TDR-50 采集終端外形圖三、功能特點遠程控制功能：1、設(shè)置采集參數(shù)：如采樣頻率、采集通道數(shù)、靈敏度、采集次數(shù)、啟 動模式、臺號等；2、啟動同時采集、停止命令；輸入信號類型：電壓、電荷、應變、 ICP：1、可以直接輸入電荷 小電流）信號；2、可以直接接入應變 片)傳感器，內(nèi)部提供供橋電壓，可以進行自動 平衡、手動微調(diào)；主控模塊可同時遙測控制多達 256 臺采集記錄儀；采集記錄儀可采用 GPS精準授時，實現(xiàn)多臺記錄儀完全同步采集； 具有程控放大、程控濾波功能；可重復多次記錄 32 次)；可根據(jù)需要做防水、防塵處

3、理；可以通過無線或 USB接口控制和數(shù)據(jù)傳輸；可以采用電池供電和外電源供電，電池可持續(xù)供電 5 小時；實 時監(jiān)控：采集的同時，進行無線數(shù)據(jù)監(jiān)控查看平均值、均方根值等)， 進行波形顯示。四、技術(shù)指標型號TDR3.0TDR4.0TDR5.0TDR6.0TDR7.0典型用途結(jié)構(gòu)考試爆炸結(jié)構(gòu)考試振動振動最高采樣率 Hz )5002M10K1K100K采樣精度 Bit )1616162416記錄容量 MB )646464512512無線傳輸距離 Km )22222單臺通道數(shù)11811使用環(huán)境溫度 )-1060-1060-1060-1060-10 60振動RMS g)2020202020沖擊 959595

4、9595程控放大倍數(shù)程控濾波* 程控放大倍數(shù)： 1、 2、4、8、16、32、 64、128；* 程控 濾波： 5Hz 、 10Hz 、 20Hz 、 50Hz 、 100Hz 、 200Hz 、 500Hz 、 1KHz 、 2KHz 、 5KHz 、 10KHz 。五、應用舉例1、橋梁考試廣州番禺大橋頻譜圖 測點位置圖 時域波形階次頻率 Hz)阻尼 )垂直一階彎曲2.390.77垂直二階彎曲3.031.64垂直三階彎曲3.961.992、用于鐵路橋應變測量西寧 - 蘭州大通河鐵路橋安裝采集前端應變測量3、特定設(shè)備的檢驗考試某游樂場過山車國產(chǎn)過山車實驗進口過山車實驗4、索力考試黑龍江大橋六、

5、TDR 實驗方案實例寧波長豐橋主橋動載實驗方案1. 實驗對象長豐橋主橋，橋型為下承式連續(xù)梁系桿拱橋，跨徑組合為 47 13247m， 主橋橋長 226m，橋?qū)?41.2m。2. 實驗工程 脈動實驗：在橋面無任何交通荷載以及橋址附近無規(guī)則振源的情況下，測 定橋跨結(jié)構(gòu)由于橋址處風荷載、水流等隨機荷載激振而引起的橋跨結(jié)構(gòu)微小振 動響應。主要測定主拱和橋面系的自振特性 （ 固有振動頻率、振型和阻尼比 。實驗方案（ 1） 采集設(shè)備整個實驗使用 32臺振動類型 TDR 遙測數(shù)據(jù)記錄器。TDR 遙測數(shù)據(jù)記錄器是一種為了克服有線考試系統(tǒng)在橋梁和高聳結(jié)構(gòu)考試 過程中存在的諸如：布置和撤收工作量大，某些工程在正常

6、交通條件下無法進 行等不足而研制的新型無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其主要特點是：a 將濾波器和放大器等二次儀表與 A/D 轉(zhuǎn)換器，存儲器集成為一體，組成 整個的考試前端，稱之為下位機。這樣二次儀表與采集器之間的連線可以去 掉，而且傳感器與整個下位機之間的連線可以大大縮短，提高系統(tǒng)的可靠性；放 大 器濾 波 器A/D 轉(zhuǎn) 換CPU固態(tài)存儲模塊有線通訊模塊器無線通訊模塊TDR 遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)下位機組成示意圖b 將下位機與微機之間的通訊方式由有線改為無線，因此設(shè)置上位機，實 現(xiàn)與下位機、微機的通訊；c 將有線考試系統(tǒng)的硬盤記錄改為電子盤固態(tài)記錄，并放在下位機中，以 提高存儲的可靠性和抗無線干擾能力；d 考慮

7、到輸入信號種類的不同，設(shè)計多種輸入形式的下位機，如電荷，電 壓，應變， ICP 等；e 考慮野外考試的需要，供電采用可充電電池和外電源供電兩種方式，采用電池供電方式時儀器可以連續(xù)工作 6 小時以上； 其系統(tǒng)組成示意圖為：TDR 遙測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成示意圖（ 2） 傳感器本次考試采用 32 只航天 702 所生產(chǎn)的 6153 型高靈敏度加速度傳感器，其 靈敏度為 1000pC/g 左右，使用頻率范圍 0.3-1000Hz，測量量程 100g。（ 3） 處理軟件使用北京京南航天數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司開發(fā)的 OMAS 模態(tài)識別系統(tǒng)，軟件包 含六種識別方法如下：方法應用自由度數(shù)求解域估計區(qū)間參考數(shù)峰值法頻率

8、、阻尼、振型單頻域局部單頻域分解法頻率、阻尼、振型單頻域局部單最小二乘復頻域頻率、阻尼、振型、參與因多頻域全局多子特征系統(tǒng)實現(xiàn)頻率、阻尼、振型、參與因子多時域全局多時域總體辨識頻率、阻尼、振型、參與因子多時域全局多最小二乘復指數(shù)頻率、阻尼、振型多時域全局單軟件提供采集數(shù)據(jù)的預處理、處理與批處理功能，包括：濾波、多項式擬合、 FFT 變換、自相關(guān)、互相關(guān)、功率譜、互譜和相干函數(shù)等；提供時域信號 實時顯示功能和頻域信號實時計算實時顯示功能，包括：頻譜、功率譜、互 譜、相干函數(shù)等，并提供通過讀取采樣文件進行時域信號回放功能；提供穩(wěn)態(tài) 圖和模態(tài)評估準則 MAC 的計算，以方便用戶選取模態(tài)；提供幾何自動和手動 建立模型、修改模型和三維動畫顯示功能；提供貼圖功能和三維動畫保存功 能，方便用戶形成報告；提供 ODS 三維動畫功能。OMAS 工作模態(tài)軟件界面（ 4） 測點布置 布點情況如圖所示，每一個點均布置兩向傳感器， Y 向和 Z 向Y X28 29 30為公共點，布置兩個方向傳感器16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27（ 5） 實驗安排 由于測點布置較多，且每點需測量兩個方向的振動信號，如果一次測量，共 92 路數(shù)據(jù)需要采集。故實驗按照：保持公共點不動，分批測量的