Система мониторинга технического состояния зданий, сооружений и инженерных сетей

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной и диагностической техники и может применяться для мониторинга технического состояния зданий, сооружений и инженерных сетей. Полезная модель состоит из блока 1 датчиков, выполненных в виде сети волоконно-оптических датчиков 2, 3 и датчика 4 с электрическим интерфейсом и удаленных волоконно-оптического датчика 5 и датчика 6 с электрическим интерфейсом. Волоконно-оптический датчик 2 соединен прямой и обратной волоконно-оптической связью с устройством 7 коммутации и ввода-вывода. Волоконно-оптический датчик 3 соединен кольцевой прямой и обратной волоконно-оптической связью с устройством 7 коммутации и ввода-вывода на случай обрыва одной связи. Датчик 4 с электрическим интерфейсом соединен прямой и обратной электрической связью с устройством 7 коммутации и ввода-вывода. Волоконно-оптический датчик 5 соединен прямой и обратной волоконно-оптической связью с преобразователем 8. Датчик 6 с электрическим интерфейсом соединен прямой и обратной электрической связью с преобразователем 8. Преобразователь 8 прямой и обратной волоконно-оптической связью соединен с устройством 7 коммутации и ввода-вывода. Устройство 7 коммутации и ввода-вывода соединено также оптическим входом с источником 9 излучения, выполненным в виде широкополосного лазера, оптическим выходом - с блоком 10 обработки сигналов, выполненным в виде устройства

спектральной обработки сигналов, и электрическим выходом - с блоком 11 выходной информации, выполненным в виде анализатора состояний. Блок 11 выходной информации электрическим выходом соединен с блоком 12 интерфейсов, преобразующим сигналы блока 11 выходной информации для включения на дисплей, и/или беспроводные линии связи, и/или проводные линии связи. Помимо этого, устройство 7 коммутации и ввода-вывода, источник 9 излучения и блок 10 обработки сигналов соединены электрической прямой и обратной связью с блоком 13 управления, который такой же связью соединен с блоком 14 алгоритмов. Полезная модель расширяет типы используемых датчиков в системе мониторинга технического состояния зданий, сооружений и инженерных сетей. 1 н.п.ф., 3 з.п.ф., 1 ил.

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной и диагностической техники и может использоваться для мониторинга технического состояния зданий, сооружений и инженерных сетей.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели принято описание к патенту №66525 на полезную модель «Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, опубл. 10.09.2007 г. Упомянутая «система мониторинга технического состояния зданий и сооружений» содержит блок ударного устройства, блок вибродатчиков, блок измерения ускорений колебаний объекта, и/или блок измерения скоростей колебаний объекта, и/или блок измерения амплитуд колебаний объекта, и/или блок измерения наклонов, и/или блок измерения прогибов, и/или блок измерения напряжений, и/или блок измерения нагрузок, и/или блок измерения абсолютной и неравномерной осадки, и/или блок контроля трещин, стыков и швов, и/или блок измерения геодезических параметров, блок обработки и выходной информации и блок градации выходной информации. Все блоки соединены линиями связи.

Признаки, являющиеся общими для прототипа и заявленного устройства, состоят в наличии у полезной модели блока датчиков, блока обработки сигналов, блока выходной информации и линий связи.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается полезной моделью, заключается в ограничении типов датчиков и, как следствие, в ограничении диапазона измеряемых и контролируемых параметров.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении типов используемых датчиков в системе мониторинга технического состояния зданий, сооружений и инженерных сетей.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в расширении диапазона измеряемых и контролируемых параметров, в увеличении скорости и расстояния передачи сигналов.

Достигается технический результат тем, что в известную систему мониторинга технического состояния зданий и сооружений, включающую блок датчиков, блок обработки сигналов, блок выходной информации, согласно полезной модели, дополнительно включены устройство коммутации и ввода-вывода, источник излучения, блок управления, блок алгоритмов и блок интерфейсов, при этом блок датчиков выполнен в виде сети волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом, из которых часть волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом соединены прямой и обратной связью, соответственно по волоконно-оптическим и электрическим каналам с устройством коммутации и ввода-вывода, другая часть датчиков обоих типов соединена прямой и обратной связью, соответственно волоконно-оптической и электрической через преобразователь с устройством коммутации и ввода-вывода, которое оптическим входом соединено с источником излучения, оптическим выходом - с блоком обработки сигналов, электрическим выходом - с блоком выходной информации, который входом соединен с блоком обработки сигналов, а выходом - с блоком интерфейсов, преобразующим сигналы блока выходной информации для включения на дисплей и/или на проводные линии связи, и/или беспроводные линии связи. Достигается технический результат также тем, что устройство коммутации и ввода-вывода, источник излучения и блок обработки сигналов соединены прямой и обратной электрической связью с блоком управления, соединенным такой же

связью с блоком алгоритмов. Достигается технический результат также и тем, что источник излучения выполнен в виде широкополосного лазера, а блок обработки сигналов - в виде устройства спектральной обработки сигналов, а блок выходной информации - в виде анализатора состояний.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в дополнительном введении в систему мониторинга устройства коммутации и ввода-вывода, источника излучения, блока управления, блока алгоритмов и блока интерфейсов, в выполнении блока датчиков в виде сети волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом, из которых часть волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом соединена прямой и обратной связью с устройством коммутации и ввода-вывода, соответственно, по волоконно-оптическим и электрическим каналам, другая часть датчиков обоих типов соединена прямой и обратной волоконно-оптической связью с устройством коммутации и ввода-вывода через преобразователь. Новым является также соединение устройства коммутации и ввода-вывода оптическим входом с источником излучения, оптическим выходом - с блоком обработки сигналов, а электрическим выходом - с блоком выходной информации, который электрическим входом соединен с блоком обработки сигналов, а электрическим выходом - с блоком интерфейсов, преобразующим сигналы блока выходной информации для включения на дисплей, и/или проводные линии связи, и/или беспроводные линии связи. Новым является также и то, что устройство коммутации и ввода-вывода, источник излучения и блок обработки сигналов соединены прямой и обратной электрической связью с блоком управления, соединенным такой же связью с блоком алгоритмов. Новым является и то, что источник излучения выполнен в виде широкополосного лазера, а блок обработки сигналов - в виде устройства спектральной обработки сигналов, а блок выходной информации - в виде анализатора состояний.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображена блок-схема системы мониторинга технического состояния зданий, сооружений и инженерных сетей. На блок-схеме волоконно-оптическая связь обозначена двойной линией =, электрическая - одинарной -.

Полезная модель состоит из блока 1 датчиков, выполненных в виде сети волоконно-оптических датчиков 2, 3 и датчика 4 с электрическим интерфейсом и удаленных волоконно-оптического датчика 5 и датчика 6 с электрическим интерфейсом. Датчики предназначены для формирования сигналов, характеризующих техническое состояние контролируемых зданий, сооружений, инженерных сетей. Набор датчиков по своим измерительным свойствам может быть разнообразным, измеряющим механические, температурные, оптические и иные характеристики, и предназначен для формирования сигналов, характеризующих техническое состояние контролируемых объектов. Волоконно-оптический датчик 2 соединен прямой и обратной волоконно-оптической связью с устройством 7 коммутации и ввода-вывода. Волоконно-оптический датчик 3 соединен кольцевой прямой и обратной волоконно-оптической связью с устройством 7 коммутации и ввода-вывода на случай обрыва одной связи. Датчик 4 с электрическим интерфейсом соединен прямой и обратной электрической связью с устройством 7 коммутации и ввода-вывода. Волоконно-оптический датчик 5 соединен прямой и обратной волоконно-оптической связью с преобразователем 8. Датчик 6 с электрическим интерфейсом соединен прямой и обратной электрической связью с преобразователем 8. Преобразователь 8 прямой и обратной волоконно-оптической связью соединен с устройством 7 коммутации и ввода-вывода. Введение преобразователя в блок-схему обеспечивает возможность включения в одну волоконно-оптическую линию волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом и длину линии не менее 50 км. Устройство 7 коммутации и ввода-вывода соединено также оптическим входом с

источником 9 излучения, выполненным в виде широкополосного лазера, оптическим выходом с блоком 10 обработки сигналов, выполненным в виде устройства спектральной обработки сигналов, и электрическим выходом - с блоком 11 выходной информации, выполненным в виде анализатора состояний. Блок 11 выходной информации электрическим выходом соединен с блоком 12 интерфейсов, преобразующим сигналы блока 11 выходной информации для включения на дисплей, и/или беспроводные линии связи, и/или проводные линии связи. Помимо этого, устройство 7 коммутации и ввода-вывода, источник 9 излучения и блок 10 обработки сигналов соединены электрической прямой и обратной связью с блоком 13 управления, который такой же связью соединен с блоком 14 алгоритмов.

Блок-схема работает следующим образом. Оптический сигнал от источника 9 излучения поочередно подключается устройством 7 коммутации и ввода-вывода к датчикам 2, 3, 4 и к преобразователю 8, соединенному с удаленными датчиками 5, 6. Отраженные оптические сигналы с датчиков 2, 3, 5 и сигналы с датчика 6, преобразованные в оптические в преобразователе 8, подключаются устройством 7 коммутации и ввода-вывода ко входу блока 10 обработки сигналов, который преобразует спектр входного сигнала в цифровую форму и формирует на выходе электрический сигнал и передает его на блок 11 выходной информации. На блок 11 выходной информации поступает также электрический сигнал от устройства 7 коммутации и ввода-вывода, полученный им с датчика 4 с электрическим интерфейсом. Выходной сигнал с блока 11 выходной информации поступает на блок 12 интерфейсов, где он преобразуется в соответствии с установленными требованиями для включения в сети (дисплей, беспроводные линии связи, проводные линии связи). При этом блок 13 управления, соединенный прямой и обратной электрическими связями с устройством 7 коммутации и ввода-вывода с источником 9 излучения и с блоком 10 обработки сигналов, синхронизирует работу этих элементов блок-схемы. Блок 14 алгоритмов,

соединенный с блоком 13 управления, выполняет вычислительные операции по алгоритмам, соответствующим конкретным применениям системы мониторинга.

1. Система мониторинга технического состояния зданий, сооружений, инженерных сетей, содержащая блок датчиков, блок обработки сигналов, блок выходной информации, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включены устройство коммутации и ввода-вывода, источник излучения, блок управления, блок алгоритмов и блок интерфейсов, при этом блок датчиков выполнен в виде сети волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом, из которых часть волоконно-оптических датчиков и датчиков с электрическим интерфейсом соединены прямой и обратной связью, соответственно по волоконно-оптическим и электрическим каналам с устройством коммутации и ввода-вывода, другая часть датчиков обоих типов соединена волоконно-оптической прямой и обратной связью через преобразователь, причем устройство коммутации и ввода-вывода, которое волоконно-оптическим входом соединено с источником излучения, волоконно-оптическим выходом с блоком обработки сигналов, электрическим выходом - с блоком выходной информации, который электрическим входом соединен с блоком обработки сигналов, а электрическим выходом - с блоком интерфейсов, преобразующим сигналы блока выходной информации для включения на дисплей и/или на проводные линии связи, и/или на беспроводные линии связи, при этом устройство коммутации и ввода-вывода, источник излучения и блок обработки сигналов соединены электрической прямой и обратной связью с блоком управления, соединенным такой же связью с блоком алгоритмов.

2. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что источник излучения выполнен в виде широкополосного лазера.

3. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки сигналов выполнен в виде устройства спектральной обработки сигналов.

4. Система мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что блок выходной информации выполнен в виде анализатора состояний.