? ? ?前面介紹了基于激光測距的橋梁撓度分布測試系統，基于激光測距、無線傳輸技術并結合橋梁靜載試驗撓度測試的步驟對中小橋靜載撓度實現快速采集、數據處理等功能。毫米波雷達測試設備基于微波干涉測量原理能實現微小變形的精確測量，本文接著介紹毫米波雷達對于橋梁靜載試驗中撓度實現分布式采集的應用。

一、毫米波雷達的測量原理

??? 微變形雷達是基于微波干涉測量技術對結構微小變形進行測量。測量時，離測量對象一定距離，發射微波信號，通過反射接收后的信號計算相位，通過兩次發射相位差來測量拉索或吊桿的振動位移；如下圖所示：

圖1 毫米波雷達測量原理

雷達工作波長；第一次目標測量相位；第二次測量相位；兩次測量間目標在雷達視線上的位移量。

??? 設備以相同的頻率在Ts時間內連續發射出一組調頻電磁波，用以保證電磁波的長距離、勻速傳輸。線性調頻連續波技術還為雷達提供了很高的徑向距離分辨率，其分辨率為0.5m。線形調頻連續波的原理見圖2。

圖2 線性調頻連續波原理圖

二、毫米波雷達橋梁撓度采集系統功能

??? 基于微波雷達測量的橋梁靜撓度采集系統適用于橋梁靜載試驗中多測點撓度采集，包括：微波雷達撓度采集裝置、基于WiFi技術的無線數據傳輸裝置、PC端數據處理分析裝置。該系統適用于橋下凈空小或者可搭設支架的橋梁，微波雷達撓度采集裝置安裝在地面或者支架上，基于微波干涉測量的橋梁靜撓度采集系統通過微波干涉技術測量梁體的豎向變形，并將每個加載工況的所有測點初始值和變形值通過無線WiFi實時傳輸至PC端，在PC端提前設置好數據文檔格式，數據處理分析程序實時顯示各測點實測撓度值，并通過預先編制的計算公式自動計算校驗系數、殘余變形。與現有的測試技術相比，本系統安裝操作方便，不需人工多次讀數記錄，采用無線傳輸技術，避免了儀器間接線的繁瑣，能夠快速采集多個測點的撓度值，在現場實時生成測試數據電子文檔，以供檢測人員及時判斷橋梁承載能力狀況和編制檢測報告。

三、毫米波雷達橋梁撓度采集系統的組成

??? 基于毫米波雷達的橋梁靜撓度采集系統是一種適用于橋梁靜載試驗中撓度采集的實用裝置。系統主要包括微波雷達撓度采集裝置、基于WiFi技術的無線數據傳輸裝置、PC端數據處理分析裝置幾個部分。

??? 微波雷達撓度采集裝置(見圖3)安裝在橋下測試截面各測點處的地面或支架上，通過微波干涉技術測量梁體的豎向變形，并將每個加載工況的所有測點初始值和變形值通過無線WiFi實時傳輸至PC端，在PC端提前設置好數據文檔格式，數據處理分析程序實時顯示各測點實測撓度值，并通過預先編制的計算公式自動計算校驗系數、殘余變形。

圖3 非接觸式微波雷達撓度儀

基于WiFi技術的無線數據傳輸裝置能夠同時接收多個非接觸微波雷達撓度采集裝置發出的測點豎向變形數據，并能實時傳輸至PC端。WiFi技術的無線數據傳輸裝置為可充電便攜式無線路由器，可實時接收微波雷達撓度采集裝置發出的數據信息。PC端數據處理分析裝置為便攜式筆記本電腦，接收的數據信息能夠轉化為電子文檔格式，通過預先編制的計算公式自動計算校驗系數、殘余變形。微波雷達撓度采集裝置由非接觸微波撓度檢測儀、無線數據傳輸裝置、自動調平裝置、供電裝置組成。非接觸微波撓度檢測儀為基于微波干涉測量技術的微波測振裝置，通過發射微波和接收反射微波的相位差來記錄測點隨時間變化的微小振動，并自動選取某一時間段內測點的動撓度平均值作為該測點的豎向撓度值。

四、采集系統現場采集工作

微波雷達撓度采集裝置由非接觸微波撓度檢測儀、無線數據傳輸裝置、自動調平裝置、供電裝置組成；非接觸微波撓度檢測儀通過發射微波和接收反射微波的相位差來記錄測點隨時間變化的微小振動，并自動選取某一時間段內測點的動撓度平均值作為該測點的豎向撓度值；自動調平裝置采用自然重力方式調平，為了保證微波雷達測試時始終為豎直狀態；供電模塊由內置可充電電池構成，用于對撓度采集裝置供電；無線數據傳輸裝置為內置無線網卡，用于局域網范圍內的數據傳輸(系統工作流程圖見圖4)。

圖 4 橋梁靜撓度采集系統工作流程圖

橋梁靜載試驗過程中，撓度采集裝置安裝在橋下(圖5中4為T梁)測試截面各測點處的地面或支架上(如圖5中5所示)，通過微波雷達撓度采集裝置(如圖5中3所示)測量梁體的豎向變形，測量時通過自動調平裝置保證采集的數值始終為豎直方向的撓度，并將每個工況的所有測點變形值通過無線傳輸裝置傳輸至無線路由器(如圖5中2所示)，無線路由器再將測試數據實時傳輸至便攜式筆記本電腦(如圖5中1所示)。

圖5 橋梁靜撓度采集系統現場工作示意圖

便攜式筆記本電腦(如圖5中1所示)通過數據處理程序自動記錄各加載工況測點撓度值；根據現行規范要求，預先編寫校驗系數和殘余變形的計算公式和導入各加載工況撓度測點的理論計算值，對于不同測試截面，自動計算各測點的校驗系數和殘余變形，并生成電子數據文檔，如表1所示。

表1 橋梁靜載撓度數據表

毫米波雷達的測試技術同無線傳輸技術相結合，在保證撓度測試精度的前提下能提高工作效率，能夠快速采集多個測點的撓度值。此外該系統的采集軟件能自動根據加載工況實現撓度的測試。如在加載前在測試數據穩定的情況下進行連續采集，通過軟件對采集數據進行選取后自動計算其平均值作為加載前的讀數；在加載前讀數采集存儲后可以進行靜載試驗工況的1級荷載加載，通過自動示波顯示數據穩定后開始數據采集，采集一段時間后選擇1級加載穩定的波形進行數據的存儲；然后進行下一級荷載的加贊、讀數直至該加載工況卸載后撓度采集完成。該軟件可以通過輸入模塊將加載工況各級加載時的理論撓度值輸入，軟件會根據現行的標準和規范(可以通過菜單選取適用的規范或標準)自動計算校驗系數、殘余變形，以方便檢測人員及時判斷橋梁承載能力狀況和編制檢測報告。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的毫米波雷达数据处理_基于毫米波雷达的桥梁静挠度采集系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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