基于FieldPoint模块的桥梁振动远程监测系统

FieldPoint具有将通讯方式、I/O功能和信号终端模块化的创新结构。基于FieldPoint
模块的测试技术具有易维修、易扩展、可靠性高、调试方便、适应性强等特点。本文介绍这一技术在桥梁振动数据远程监测系统中的应用和实现方法。
关键词：FieldPoint模块 振动 远程监测
桥梁振动监测是桥梁健康监测的重要内容，桥梁的振动状态是反映桥梁健康状况的重要
参数。国内列车提速以后，桥梁振动成为人们关心的问题。虽然各有关部门加强了对桥梁振动的测试工作，但振动测试的手段仍然是传统的，必须有人值守的。随着现代通讯技术的发展和计算机技术的广泛应用，开展无人值守的远程监测技术研究已成为国内外学术界和工程界研究的热点，国内外一些已建成或在建的大桥已安装了不同规模的监测系统。例如，丹麦主跨为1624m 的Great Belt East 悬索桥；美国主跨为440m 的Sunshine Sky way Bridge斜拉桥和Benicic-Martinez 钢桁架桥；英国主跨为194m 的独塔斜拉桥等，都安装了用于结构响应与形变等的传感装置，旨在监测大桥结构的整体性能与安全性能。在我国，大型桥梁健康监测也已开始受到人们的重视，一些重要的大型桥梁如香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，内地的广东虎门大桥，上海徐浦大桥以及江阴长江大桥等，都安装有不同规模的结构监测系统。尤其是香港青马大桥和上海徐浦大桥，其监测系统较为完善。桥梁监测系统能否实现真正的无人值守、实时远程监测，其关键在于设计合理有效的现场数据采集系统和采用功能可靠的现代通信技术。
由于桥梁空间跨度较大, 经常是几百米甚至上千米, 这就要求这个数据采集系统具有
一定远距离数据采集和数据传输能力，因此采用某种通信方式对整个系统来说也是非常重要的。由于控制室和桥梁现场之间的距离的不确定性, 因此这种传输方式必须既考虑经济方面的要求, 又要适合于远程传输且不受传输距离的限制。综合以上几种主要因素的考虑, 可以在现场采用现场节点模块将模拟信号在不大的区域集中转换成数字信号后再进行传送，再通过光纤进行传输进入主机，以减小因传输线路太长而产生的信号衰减和噪声干扰，确保所采集的信号的真实性。现场节点模块目前市场上并不多，很多大的测控技术公司正在将现场总线技术分解后开发出现场节点模块，或提供协作商开发工具共同开发。目前比较成熟的有美国国家仪器公司NI（National Instruments）提供的FieldPoint模块。该模块简单易学，使用方便。本文将介绍在桥梁振动数据采集系统研制中采用FieldPoint模块的实例。