使用LabVIEW和PXI进展东海大桥构造安康监测.docx

使用LabVIEW和PXI进展东海大桥构造安康监测JUSTONETechnology使用基于NIPXI的数据收集DAQ系统和NILabVIEW软件，被选中来搭建这个构造安康监测系统。我们使用基于NIPXI的数据收集系统，源于其良好的巩固性和小巧的体积，适用于放置在大桥的保护区域中。事实证实，系统在安装完毕后成功地克制了大桥所碰到的湿度、灰尘、震动和化学腐蚀等各种难题。使用LabVIEW，工程师可以进展重要的实时分析，同时，可以对大桥上大量的传感器产生的信号进展离线处理。硬件系统设置对东海大桥施行监控需要使用超过500个传感器，在大桥每段都放置了加速度计和FBG光学传感器，来收集环境鼓励所引起的频率响应。同时，大桥还装备了风速仪和压式传感器，以记录频率响应所对应的环境条件。大桥每一段还设有一个数据收集站，装备NIPXI-4472B动态信号收集卡DSA从四周的加速度计收集相关数据。另外，我们使用NIPXI-6652同步模块和NIPXI-6602计数器模块，以及NIPXI-8187机箱控制器，来解决数据收集的同步问题。在对东海大桥上的系统进展设置时，我们给每个PXI机箱都安装了一个GPS，使用脉冲每秒PPS和IRIG-B定时信号分别进展信号同步和时间标识。PPS每秒传输一千万脉冲，为每个机箱提供采样基准时钟。这使得收集模块可以在100纳秒的分辨率下对大桥上所有设备的通道实现准确同步采样。软件系统设置从大海大桥系统获取原始数据后，我们需要对其进展分析和处理，然后为用户提供最终信息。我们将数据传输到中央监测中心进展处理器密集离线处理，而PXI控制器那么负责进展即时处理工作。离线分析东海大桥系统中主要进展的离线分析是多通道信号频谱分析和模态分析。我们把这两种计算都放在一个离线区域，这里有很多功能强大的电脑运行LabVIEW，由LabVIEW高级信号处理工具包和LabVIEW系统辨识工具包共同处理数据。由于普通的构造模态分析应用及测量响应的方式对于像东海大桥这样大型的分布式构造是不适用的，所以我们采用了另一个可操纵的模态分析方式。通过这种方式，自然环境和车辆行驶对大桥所产生的影响力将作为鼓励信号，大桥传感器所收集的信号将作为响应信号，然后，使用随机子空间识别SSI算法对模态参数进展计算，这种方法使用了只输出系统识别技术，将在LabVIEW高级信号处理工具包中实现。在线分析为了可以监测大桥的实时构造安康状态，在加速度计收集到数据后，东海大桥系统可以实时地计算出共振频率。由于我们在收集数据的同时，需要实时并行地对数据进展处理，所以共振频率的计算必须快速高效。SSI算法可以完美地进展这些运算，但需要进展过多的实时运算。为了克制这个困难，我们使用了递归随机子空间识别RSSI算法。当数据被收集后，数据的值将被导入算法，以计算新的共振频率。只需经过一个初始化阶段，RSSI算法就能以极快的速度运行，计算实时频率值。总结使用NIPXI设备构建的数据收集和处理系统，为东海大桥世界上最大型的大桥之一，提供完美的监测解决方案。两位从未使用过LabVIEW的工程师，使用LabVIEW软件，结合LabVIEW高级信号处理和LabVIEW系统识别工具包，只用了三个月的时间就开发了整套东海大桥监测系统。得益于系统的易用性和NI一流的效劳支持，只需三位工程师便可完成整座大桥的监测工作，由此将维护本钱控制在最低。借助于准确的GPS同步和时间标识、NIPXI动态信号收集硬件设备和LabVIEW软件，我们的团队成功地为东海大桥搭建了一个巩固的、模块化、可靠且低维护的高精度监测系统。