应力观测系统培训课程简报20130725

1、应力观测系统应力观测系统培训课程培训课程July. 2013培训课程大纲培训课程大纲l系统架构l硬件介绍l软件介绍l系统架设及安装l软件设定与操作l结果分析硬件介绍硬件介绍Micro-40自动化采自动化采集单元集单元自动化数据采集仪内置BGK-Micro-40智能测量模块，可测量振弦式仪器、差阻式仪器、标准电压电流信号、各类标准变送器类仪器、线性电位计式仪器。模块本身具有8/16个测量通道，可组成最基本的8/16通道测量系统。每个通道均可接入一支标准的仪器，通过安装多个测量模块，最多可实现40个通道的测量。电源、通信接口及每个测量通道都具有防雷功能，符合行业标准(DL/T 1134-2009)

2、要求。硬件介绍硬件介绍弧焊型振弦式弧焊型振弦式应变计应变计BGK-4000型应变计主要用于管线、钢结构、钢板桩和桥梁等各种结构的应变监测。既可将仪器的两个端块用电弧焊焊接或使用螺栓固定在结构表面以监测钢结构的应变，也可粘接或使用一段锚杆通过钻孔的方式固定在混凝土结构表面来测量混凝土的应变，内置温度传感器可同时监测环境温度。硬件介绍硬件介绍BGK-408型振弦式型振弦式读数仪读数仪BGK-408型振弦式读数仪适用于振弦式传感器的数据采集。仪器选用轻巧的优质铝合金外壳，采用全密封结构设计，可在各种恶劣环境下工作。体积小、重量轻，携带十分方便。大屏幕液晶显示器具有高亮背光，即使在夜晚也能清晰显示读数

3、。使用可重复充电的大容量锂离子电池供电。读数仪不仅可直接显示基康各种振弦式仪器的信号与温度，存储的数据还可通过通讯电缆连接到计算机上并输出到电子表格或数据库中。利用RS-485通讯接口可实现对BGK-AC-32/64型集线箱进行自动测量并存储读数。硬件介绍硬件介绍光端机光端机一、光一、光 学学 指指 标标1波长1310nm1550nm2传输距离0-100KM3发射功率-15-10dBm /-10-5dBm/-5+3dBm4接收灵敏度-34-38dBm5允许最大链损1838dB二、信、信 号号 指指 标标1信号类型、数量4路视频（可扩展数据、音频等）2视频编码位数8/10bit3视频带宽/音频带

4、宽10MHz/20Hz20kHz4微分增益、相位DG 0.7%( 典型) DP 0.7( 典型)5视频/音频信噪比S/N 70Db(加权) / S/N80db（加权）6群延时35ns7数据接口类型RS-232/422/485/开关量8数据误码率 10-129音频输入/输出阻抗10K非平衡/600平衡10音频输入 /输出电压0.5VP-P4VP-P11数据速率/以太网速率0384Kbps /10100M三、接口三、接口/电源电源1接 线 端 口 类型FC(光)/BNC(视)/RJ45(以)/压接端子（数、音、开）2电源220VAC30% 50HZ（端机本身5V）四、外观四、外观/环境环境1体积（

5、mm）200（长）155（宽）30（高）2工作温度-40 +70 硬件介绍硬件介绍Windows XP SP2,Windows XP SP2 x64, Windows Server 2003 SP2, Windows Server 2008, 或Windows 7。建议使用64位操作系统。Intel四核心CPU:Quad Core Xeon E5320/E5405以上。内存4GB/2GB DDR2以上。SATA-II 7200 RPM 企业级硬盘。搭载BGKLoggerV.4数据采集软件RS-485串口系统及设备要求稳定客户端设备客户端设备软件介绍软件介绍BGK-Logger数据采集系统数据采

6、集系统 BGK-Logger数据采集系统 是用于工程安全自动化测量产品，能够支持多种自动化数据采集设备，如B G K 8 0 0 1 低功耗数据采集仪、B G K 6 8 5 0 A 系列垂线坐标仪，BGKMicro40自动化数据采集仪等。最新版本V4.3.8支持多国语言 系统采用客户端访问的结构设计，数据库配置在采集计算机中，应用程序通过RS232/485、GPRS和TCP/IP三种通讯方式与测量单元进行通讯，将测量的数据发送至采集计算机的数据库中。BGK-Logger系统优点系统优点 u支持多个工程，按文件夹存储各个工程数据，快捷的工程切换u分级的用户管理，不同权限的用户拥有不同的功能u完

7、备的日志记录，自动记录重要操作的使用情况u支持RS-232、GPRS、TCP/IP等多种传输方式u快捷易用的配置方法，可让新用户迅速上手u等间隔定时采集，定点定时采集，在线选点采集等多种采集方式相互补充u自定义报警上下阈值，对超限测值进行声光报警u自动读取数据，真正实现自动化管理u完善的报表功能，可迅速生成、浏览多种工程需要报表，导出至Excel表格u灵活的曲线绘制功能，为用户提供多种过程曲线系统架设及安装系统架设及安装设计定位设计定位u建立模型，在Sap2000程式中，模拟特定荷载(恒载或活载，一般在安装时只需考虑网架自重的恒载情形)条件下选取特征杆件，导出内力值 如下表4-1。并在布置图中

8、标注位置 ，以指导现场安装。江西亚东江西亚东5#6#5#6#线线 xxxx 工程工程 网架杆件网架杆件 内力值内力值 表4-1 安装编号安装编号杆件杆件荷载类型荷载类型KNKN对应杆件对应杆件1P48X3DL-5.4A92P60X3DL-8.2B213P60X3DL8.8B24P76x3DL29C13S5P89X4DL-6.8D76P114X3.75DL-40E5说明：1、安装应力观测系统应涵盖所有规格类型的设计极限值 2、“DL”为网架自重荷载系统架设及安装系统架设及安装系统架设及安装系统架设及安装设备安装设备安装简 介 BGK-4000应变计用于安装在钢结构及其它建筑物表面，测量结构的应变

9、。仪器与待测钢结构的温度膨胀系数相同，与混凝土的温度膨胀系数也非常接近。所以很少需要温度修正。需要时，内置的温度传感器可同时监测安装位置的温度。采用不锈钢制造的振弦式应变计，具有很高的精度和灵敏度、卓越的防水性能、耐腐蚀性和长期稳定性。由专用的四芯屏蔽电缆传输频率和温度电阻信号，频率信号不受电缆长度的影响。适合在恶劣的环境下长期监测建筑物的应变变化。BGK-4000型已带有安装块，可直接作为钢板应力计使用。 系统架设及安装系统架设及安装安装块的安装 BGK-4000系列应变计通常用于测量结构表面的应变。在钢结构上安装时，通常采用焊接安装块的方式。传感器体不能通过焊接电流，否则将造成传感器的损坏

10、。因此，传感器的安装应在焊接工作全部完成后进行。可利用一个根据仪器尺寸制作的安装杆定位和焊接安装块（安装杆可使用外径12mm的钢筋制作或车削，要求长度不低于165mm，外表通直光滑）。安装块是成对提供的，其中带有锥尖固定螺钉，焊接表面应清理干净，焊接部位及顺序如图2所示：系统架设及安装系统架设及安装BGK-4000应变计的安装 焊接时应避免过热，不能焊接平直端面，否则将影响仪器的拆装。焊接完成后，使用适当方法对安装块降温并去除焊渣，并检查调整两端块是否同心。拆下安装杆，安装仪器。穿入应变杆，套上线圈并固定卡箍。 将线圈卡在应变计中部，将卡箍套在线圈上拧紧。 先将应变计有V型槽的一端用螺钉固定，

11、调节另一端使之达到预期的初始读数，最后用螺丝固定。 系统架设及安装系统架设及安装应变计的调节 安装块固定到位之后，拆下安装杆，装上仪器和线圈，将仪器固定端螺钉拧紧（锥尖固定螺钉应拧到仪器有槽端块的槽内）。用读数仪监测，对仪器进行调节。BGK-4000应变计通常读数范围（使用BGK408“C”挡）是4001200（字），如果仪器设计用于测量拉应变，可将应变计活动端向内轻压（应避免相对扭转，以免损坏应变计），将读数调整到650左右。如果仪器设计用于测量压应变，可将应变计活动端向外轻推，将读数调整到950左右。调整完毕后，将自由端固定。 仪器的初始读数调节取决于现场的实际要求，上述读数仅供用户参考。

12、系统架设及安装系统架设及安装BGK-MICRO分布式网络测量系统分布式网络测量系统概述lBGK-MICRO分布式网络测量系统（自动数据记录仪或称测量单元，即BGK-DR），是用于工程安全自动化测量的新一代产品，测量单元采用混合式测量电路，可对现有的各种类型的传感器进行测量及记录，设备操作简单。配套的BGKLogger软件系统基于WINDOWS2000/XP/Windows7工作平台，集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理于一身，为工程安全的自动化测量及数据处理提供了极大的便利和有力的支持。 lBGK-MICRO分布式网络测量系统广泛应用于水电站、公路、桥梁、边坡、地铁等多种场合中岩土安全的自

13、动化监测。 系统架设及安装系统架设及安装系统组成 测量系统由计算机（用于安装BGK-MICRO 安全监测系统软件）、BGK-MICRO-MCU分布式网络测量单元（内置BGK-MICRO系列测量模块）、智能式仪器（可独立作为网络节点的仪器）等部分组成，通过相应配套的软件可完成对各类工程安全监测仪器的自动测量、数据处理、图表制作、异常测值报警等工作。 系统架设及安装系统架设及安装通讯控制 lBGKMicro测量单元设有两种通讯方式，分别为标准的RS232与RS485A总线通讯，可连接大多数通讯媒介，如有线、无线电台、光纤、DTU（GPRS/CDMA模块）、微波等通讯方式。为方便用户使用，每个单元均

14、设有2组通讯接口。l与上位机（电脑）之间的通讯连接 a) 通过RS-232端口直接连接 当上位机与测量单元之间需进行近距离操作时，打开机箱，用串口延长线一端与1#测量模块DB9插座相连，另外一端与PC机串口相连。系统架设及安装系统架设及安装b) RS485A有线通讯有线通讯l 当通讯距离超过30m或更远，通常使用RS-485A来建立与上位机之间的有线通讯连接，但在上位机上应连接一个485A信号转换器方可使用，该信号转换器推荐使用有源型。 RS485A通讯线宜采用带有屏蔽的双绞线，必要时将两端的屏蔽接地。l两台以上的测量单元连接时，直接使用随附的RS485端子相互并联在一起或利用多余的232插头

15、改为485系统架设及安装系统架设及安装c) 光缆通讯光缆通讯l当距离超过1200m时，建议采用光缆通讯，光缆可选用多模的，也可选用单模的。在光缆的两端使用BGK-MICRO-BC光纤通讯模块进行连接，通过光纤通讯模块与测量单元组成高速数据传输网络，当使用单模光纤通讯时，通讯距离30km。此外，光纤通讯还具有非常好的防雷效果。l当采用多台测量单元连接组网时，使用单模光纤通讯则可连接100台以上甚至更多。因此建议采用光纤或GPRS等方式组网以获取更远的通讯距离.系统架设及安装系统架设及安装d) GPRS无线组网通讯无线组网通讯lGPRS无线数据传输是基于公众移动通讯平台及Internet的一种解决

16、方案，因此只要现场有移动网络信号并开通GPRS服务的地方，即可在全球任何有Internet接入的环境下对现场监测各设备进行管理及数据采集。系统架设及安装系统架设及安装 组网通讯 每台BGK-MICRO都有一个独立的网络地址，通过设备上已有的通讯端口，配置不同的通讯介质，可将多个BGK-MICRO组成一个庞大的网络测量系统。以典型的RS-485A 有线通讯方式为例，其网络连接如下图所示，连接时建议使用带屏蔽的双绞电缆，以防止电磁干扰。软件安装与注册软件安装与注册u运行安装程序中的“BGKLogger V4.3.1安装包.msi”，如果提示错误，请先运行/dotnetfx文件夹下的dotnetfx

17、.exe文件，预装Microsoft Framework 2.0。u运行安装文件后，进入软件的安装向导界面，点击【下一步】，【浏览】选择软件的安装路径,如图所示。u一直点击【下一步】按钮，直至完成安装过程后，点【关闭】按钮完成软件安装。安装向导软件安装与注册软件安装与注册注册l软件安装完成后，点击桌面快捷图标，运行软件。如果软件没有进行注册，会进入软件的注册界面进行软件注册，注册完成后方可使用软件。l注册时请将注册界面中的机器码发送给厂家，然后索取该机器码对应的注册码，将注册码复制到注册界面的注册码栏，点【确定】按钮完成注册过程。l软件是与计算机相关的，每台计算机安装都需要一个注册码，该注册码

18、对于同一台计算机可重复使用。 软件注册界面软件设定与操作软件设定与操作系统管理用户管理l本系统用户权限分两级，系统管理员和管理员。系统管理员只有一个，默认名为Admin，密码为1；系统管理员可以增加、删除管理员。 l功能：功能：增加用户、删除用户、修改个人密码；软件设定与操作软件设定与操作增加用户l点击菜单栏【增加】按钮，在弹出输入框内输入用户名和密码，然后点击【确定】按钮，当输入正确时则增加成功，只有系统管理员可以增加用户。删除用户l在用户列表中选中用户，点击菜单栏【删除】按钮，则删除成功，只有系统管理员可以删除用户。修改个人密码l点击菜单栏【修改个人密码】按钮，在弹出窗体中输入密码，当输入

19、正确时则修改成功。软件设定与操作软件设定与操作用户日志l查看本系统用户的操作记录，支持按时间查询和按用户名查询功能，支持日志导出功能。l功能：功能：查看日志、导出日志；软件设定与操作软件设定与操作l查看日志 选中并输入查询时间，点击用户名或者所有用户，则显示该查询时间段选中用户的操作日志。l导出日志 当查询完用户日志时，点击菜单栏【导出日志】按钮，输入保存路径，则保持成功。软件设定与操作软件设定与操作自动化配置单元配置l配置自动化采集单元，包括单元编号，类型，通道数，地址，超时时间，通讯方式，测量方式等；l功能：功能：增加单元、删除单元、修改单元、测试单元连接；软件设定与操作软件设定与操作l增

20、加单元 在输入框内输入单元的配置信息，包括单元编号，类型，通道数，地址，超时时间，通讯方式，测量方式等，然后点击菜单栏【增加】按钮，当输入正确时则增加成功。l删除单元 在单元列表中选中要删除的单元，点击菜单栏【删除】按钮则删除成功（当该单元配置有测点时不能删除）。l修改单元 在单元列表中选中要修改的单元，然后在输入框内输入修改后的单元配置信息，点击菜单栏【修改】按钮则修改成功（当该单元配置有测点时不能修改）。l测试单元连接 在单元列表中选中要测试的单元，点击菜单栏【测试连接】按钮，等待返回测试结果。软件设定与操作软件设定与操作测点配置l配置自动化测点，包括测点编号，采集单元，通道号，传感器参数

21、，报警门限等；l功能：功能：增加测点、删除测点、修改测点；软件设定与操作软件设定与操作l增加测点 在输入框内输入测点的配置信息，包括测点编号，采集单元，通道号，传感器参数，报警门限等，然后点击菜单栏【增加】按钮，当输入正确时则增加成功。l删除测点 在测点列表中选中要删除的测点，点击菜单栏【删除】按钮则删除成功。l修改测点 在测点列表中选中要修改的测点，然后在输入框内输入修改后的测点配置信息，点击菜单栏【修改】按钮则修改成功。增加单元 在输入框内输入单元的配置信息，包括单元编号，类型，通道数，地址，超时时间，通讯方式，测量方式等，然后点击菜单栏【增加】按钮，当输入正确时则增加成功。软件设定与操作

22、软件设定与操作自动化控制单元控制l显示采集单元及现场网络的工作状态，获取单元参数及采集单元数据等l功能：功能：查询单元状态，下载单元参数，获取单元全部数据，获取单元最新数据，自动获取新数据设置，删除单元数据；软件设定与操作软件设定与操作l查询单元状态 选择要查询状态的单元，然后点击菜单栏【查询单元状态】按钮，查询内容包括：单元时钟，测量方式，通道配置，主板温度，总记录数，新记录数等。l下载单元参数 将数据库中单元的参数配置信息下载至采集单元中，包括单元时钟，测量方式，通道配置。选择要下载参数的单元，然后点击菜单栏【下载单元参数】按钮。l获取单元全部数据 选择要获取数据的单元，然后点击菜单栏【获

23、取单元全部数据】按钮。l获取单元新数据 选择要获取数据的单元，然后点击菜单栏【获取单元新数据】按钮l自动获取单元新数据设置 选择要自动获取新数据的单元，然后点击菜单栏【自动获取单元新数据】按钮，设置自动获取时间。l删除单元新数据 选择要获取数据的单元，然后点击菜单栏【删除单元数据】按钮。软件设定与操作软件设定与操作在线测量l在线测量测点的数据，即获取测点当前时间点的即时数据。l在测点列表中选择要获取当前即时数据的测点，点击菜单栏【在线测量】按钮。软件设定与操作软件设定与操作数据管理数据查询l功能：查询导出测点数据、重新计算数据。软件设定与操作软件设定与操作l查询导出测点数据 在测点列表中选择要

24、查询的测点，则在数据框内显示测点历时数据，点击菜单栏【导出数据】按钮，选择数据保存路径，则将查询的数据导出。l重新计算数据 当改变了测点配置的测值转化公式时，需要重新计算结果测值。在测点列表中选择测点，然后在数据框内选择要重新计算的结果数据，点击【重新计算】按钮。软件设定与操作软件设定与操作数据报表l功能：功能：报表输出配置、预览输出监测数据报表。软件设定与操作软件设定与操作l报表输出配置 包括：测值配置、过程线配置和时间配置。l报表预览输出 在测点列表中选择要输出数据的测点，点击菜单栏【报表预览】按钮则在软件中显示选中测点数据及过程线，然后点击菜单栏【报表输出】按钮，选择报表保存路径，则将报

25、表导出。l数据整编 功能：测点组配置、测点组整编计算、整编数据保存。l测点组配置 点击菜单栏【测点组配置】按钮，在弹出窗体中配置测点组中的测点，测点组名称及整编公式。l 测点组数据整编计算 在测点组列表中选择要整编计算的测点组，输入整编时间段点击【计算】按钮，则按照测点组配置计算出整编数据。然后点击【保存】按钮，则将该测点组整编数据保存。数据分析数据分析数据汇编 包括：观测内力值计算、设计的合理性分析、结构的安全分析。l观测内力值计算 P=*A= (R1-R0)*G*C *2100*10-6*A “” -应力比(T/cm) =*E “” -应变 =(R1-R0)*G*C G*C=3.836 “

26、G”-仪器标准系数 G=3.70 “C”-平均修订系数 C=1.036811（率定表可查） “E”-弹性模量 Q235钢 通常取 2100 (N/cm2) “A”-几何计算构件截面积 (cm2)l设计的合理性分析 当在同一荷载情形下，实际测得内力 P 与设计内力 Pd 越接近时，则说明设计越合理。此也可印证观测数据的准确性。数据分析数据分析l结构的安全分析 构件的降伏内力（Pc）计算 Pc=A*2.35/1.66 “1.66”-安全系数 “2.35T/cm”-屈服强度（Q235钢） “降伏内力” 即构件处于被破坏（极限）状态时所施加的力 则由此可反算出 构件处于极限状态下 通过观测系统所实时反

27、映出的微应变 R1 （ ）的值 R1=（Pc*1000000)/(3.836*2100*A)+R0将 “R1”与“R1”进行比较 当 R1 R1 构件处于绝对安全状态 当 R1 R1 构件处于不稳定状态，需重点观测，维修整治 当 R1 1.66R1- 0.66R0 构件处于破坏状态 数据分析数据分析亚东水泥有限公司瑞昌制造二厂亚东水泥有限公司瑞昌制造二厂矿山石灰石棚工程网架杆件应力观测数据矿山石灰石棚工程网架杆件应力观测数据观测时间：2013年07月24日 AM 08:15 观测气温：32.2杆件类别杆件类别规格规格A A（cmcm）R1R1R0R0R1-R0R1-R0（*10-6）（T/cm ）P P（T T）P Pd d(