1、贵州高速集团 孟**——请问朱老师,微波测量精度和距离?对植物遮挡是否可以测量?
回答:微波雷达测量精度和测试距离有一定的关系。微波检测设备的测试距离和设备的天线有很大的关系,常用的大型的微波检测测试距离可达几百米,对于小型的设备测试距离可以做到50m。毫米波雷达的测试原理是利用电磁波发射和接受,受外界环境干扰或影响较小,对于树叶等如局部小的遮挡可能可以进行测试,但对于比较多的植被遮挡测试肯定会受影响,甚至不能完成测量。虽然该原理的设备属于非接触式测量,但测量时尽量选择通视的条件,这可以通过调整设备或角反射器的位置来实现。
微波测量多目标点多点分布是线布置还是面布置,最多可以测量点?谢谢
回答:微波测量多目标点时,由于设备发射电磁波呈扇形分布的区域,从理论上讲只要在扇形区域范围且满足一维径向分辨率的要求,也就是说两个测点不能位于同一个径向单元内。举例来说,假如某款雷达的径向分辨率为0.5m,电磁波辐射范围为以设备为圆心、以0.5m距离为同心在辐射角范围的扇形。当两个测点沿径向距离大于0.5m时,仪器设备都能够区分测点位置进行测试。因此只要满足上述条件,多目标点在扇形区域呈线状分布或其它形式的分散的点分布都可以。对于面布置我不太清楚具体的涵义,若对结构某个面的变形情况进行测试,可以在满足上述条件的情况下布设足够多的点,通过这些点的变形来描述整个面的变形情况。
2、济南城建集团桥梁部 王**——
几个问题:
1)毫米波雷达的可视别范围是多少?一次最多可拾取多少测点的数据?
回答:毫米波雷达有不同型号其测试范围有所不同,国内测试距离可以达到几百米,小距离的可以在几十米以内。毫米波雷达产品测试距离同发射、接受天线的性能有关。
测量点数同设备与目标物之间的距离、电磁波的扇形分布角度有关,原则上只要测点在扇形分布区域、且满足径向分辨率时测点位于不同径向单元内可以实现多点同步测量。
2)雷达与测点之间的距离如何准确测量?
回答:测试时可以通过激光测距仪准确量测设备与测点的距离,测试时是根据信号的距离来区分测点的。
3)毫米波雷达测冲击系数时,桥下有水如何实现?
回答:采用毫米波雷达测试通过动挠度的时程曲线进行冲击系数分析时,可以根据冲击系数的概念进行分析计算。当没有开发软件时,可以将动态测试数据转成其它专用冲击系数分析软件可以识别的数据格式,然后导入专用软件进行分析即可。对于桥下有水的情况,我的理解可能是角反射器如何安装的问题。这可以通过桥梁检测车作为平台进行安装角反射器,仪器设备安装在桥下合适的位置就可以实现非接触式测量。当需要重复进行定期观测时,由于角反射器的价格成本较低,建议可以在一次安装后不拆除便于后期定期测试,这可能是有水桥梁需要长期或定期观测比较经济的做法。
4)毫米雷达测的只是挠度时程曲线,对于基频以及冲击系数的后处理这块,有专门软件嘛?
回答:对于测试时程曲线的处理问题,毫米波雷达处理软件对于基频的分析等常规数据分析应该具有这些基本功能。对于如冲击系数等专门的数据处理在后处理软件如果没有这些功能,水平高的工程技术人员可以利用MATLAB软件对数据分析,也可以将数据导入专门分析软件进行分析,如东方所DASP软件有两种不同的方法进行计算分析。此外,毫米波雷达产品随着产品成熟可能在开发后处理软件中加入冲击系数的分析模块可能更为方便。
5)毫米波雷达应该是充电的,如何保证数据的时时拾取?
回答:对于检测类的产品具有充电功能,在测试时应该可以通过UPS或便携式电源或发电机进行供电。数据的实时拾取可以通过设置采样频率来实现,测试后数据可以通过回放功能来查看数据。
3、北京雷图科技有限公司研发主管 石**——现在国内毫米波雷达在200米外测量的桥梁挠度精度是多少?
回答:优于0.05mm。
4、新疆兵团勘测设计院 副院长 陈**——朱老师:雷达的安装,对其位置的变位应该有要求吧?比如安放在桥面上,其测量的位移会有相当的干扰,如此如何消除。从您给的案例照片上有安放在桥面上(测拉索的)。
回答:测试设备的安装与安放点的变位有一定的要求,安放点应尽量选择不变位或变位量很小(甚至对测试结果影响忽略不计)。但对于检测时交通可能是很大的制约因素,对于拉索振动测试采用毫米波雷达对于同一座桥梁在正常通车条件下我们做过多次测试,甚至两年测试数据测试结果变化很小(这其中可能会有温度等其它因素的影响)。因此,在条件具备时封闭交通进行测试效果更好,但通过测试数据的对比在桥面测试拉索索力在桥面测试影响较小,这主要的原因是索力计算需要的是振动频率,而不是振动位移的绝对量值。
但对于桥梁静载试验、动态测试以及桥梁健康监测的测试时,还是建议将仪器设备安放在基本不变位的结构物或场地。
5、苏交科集团股份公司工程师王**——基频应该选取自由振动信号来分析吧,如何截取的是重车通过的信号分析呢,冲击系数取最大最小可以理解。
回答:基频的测试可以采用多种方式,通常的脉动测试应该应该选取结构的脉动信号,也可以选择激振后结构的自由振动信号分析。可能在讲解时说的不是很清楚,截取重车通过的信号我的本意是给大家显示重车通过时局部的时程曲线;而FFT频谱图并非是采用局部的冲击信号进行分析的。通过实时监测的振动信号进行频谱分析,需要选择合适的信号时段进行分析。
6、上海市建筑科学研究院所副总工 吴**——
1)被测物体存在多个反射面时候,在非靶标情况下如何知道实际的测试位置在哪里?
回答:测试前需要测试测点与设备的距离,测试点位的识别是通过测点与设备的距离来区分的。
2)有靶标和无靶标模式,精度上有什么不同?
回答:毫米波雷达是基于干涉测量的原理进行测试的,结构物特征点处可能电磁波反射能量强,对于表面光滑的平面很难进行有效测量。因此毫米波雷达测试时建议一般情况应该采用角发射器,除非结构物有明显的特征点。
3)毫米波雷达实际测试中的主要影响因素有哪些(对测试精度)?
回答:毫米波雷达测试精度主要与测试距离、以及仪器设备的天线性能有关;还与安装角反射器的安装质量有关系,角反射器用的钢板应具有一定的刚度,且角反射器与结构连接要可靠、仪器设备安装稳固。我们在验证试验时,也出现过因角反射器安装不稳固、刚度不足,桥梁振动或风引起的角反射器的抖动对测试结果有很大的影响。
4)现在国内设备与意大利IBIS在性能上有何差别?
回答:从主要的技术参数:测量距离、精度、以及采样频率等方面其性能应该在同一技术水平。
7、长沙理工大学教师 陈** —— 长期监控时数值会有漂移吗?
回答:根据实桥监测的结果,数据基本稳定漂移量很小。通过某桥几个月的数据分析,数据整体漂移在0.2mm的水平。数据的稳定性对监测数据分析也非常重要,数据的整体漂移一方面通过数据控制软件实现采集数据漂移直流分量的去除,另一方面可以通过后处理软件进行处理。
8、上海市建筑科学研究院 贾**——
1)我们收到的结果是一个“检测单元”的位移或者振动信息,这个“检测单元”可能有几十cm甚至更长,即使装了角反射器,这个范围也在几个cm,怎么确定是具体哪一点的的位移?
回答:实际角反射器测点是安装固定点的位置,虽然角反射器形状为三块钢板围成,但三块钢板侧安装测点处汇成一点,外口为三角形空腔,起作用是增大反射能量。角反射器后端汇成的是一个点,这个点通过刚性连接与结构待测点牢固锚固。因此角反射器后端一点的变形与结构的变形由于采用刚性连接,其变形值相同。角反射器形状见下图:
2)雷达本身的振动对测量的影响大不大?如何避免这个问题?
回答:刚才回答了类似的问题。对于拉索索力是利用测试位移动态信号通过FFT转换成频率的基频或倍频来计算索力的,其位移绝对值对结果影响不大,只要能从振动信号中得出准确基频或倍频就可以推算索力;对于需要得到变形量值的测试,雷达本身振动对测试结果有影响。避免雷达振动对结果影响,设备应安放稳固、在检测时应避免大风等天气使设备产生振动。
9、中冶建筑研究总院 许**——请问这个毫米波雷达数据能用于分析模态吗,在一个这个毫米波雷达有局限性吗?
回答:根据雷达测试设备的原理其可以用于模态的测试,我们在验证试验已经进行此类试验研究,国内也有学者进行此类研究。
任何产品设备都会有一定的适用范围,比如超大跨径桥梁挠度测试等测量距离还有待进一步提高,如何解决成本、精度等仍需进一步研究。此外对于桥梁挠度测试要保证精度则需要安设角反射器,这对于净空高、跨江或峡谷的桥梁会增加安装成本。
10、中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司所长助理 李**——毫米波雷达最远的测量距离是多少?
回答:根据前端功率而定,目前国内产品可达几百米,前面已有详细介绍。
11、铁道战备舟桥处总工 王**——水下结构检测发展情况?
回答:鉴于目前国内桥梁水下检测规范没有明确的要求,未来规范中可能会增加水下检测的要求。美国在20世纪70年代已经开始桥梁水下检测,其在规范中也有明确的要求。水下检测我们尝试过用水下机器人搭载视频对墩柱外观进行过检测,但视频图像会受水质以及墩壁附着物影响,效果不太理想。水下检测也可以采用声呐三维成像技术对结构进行检测、河床冲刷情况进行检测,国内也有专业机构进行类似的检测。水下检测我们也在进行学习和思考,这需要国内同行进行进一步研究和应用实践。
12、北华航天工业学院教师 文**——电磁信号对毫米波雷达的检测精度有影响吗?
回答:相同频段会有影响。
13、北京圣世信通科技发展有限公司 段**——在大坝安全监测领域是否有过应用实例?
回答:国外产品微波雷达在大坝上有过监测的应用。
14、沈阳建筑大学副院长 包**——请教朱总:毫米波雷达做监测时耐久性怎么样,适用于什么气温范围?
回答:毫米波雷达用于监测的耐久性取决于产品的性能,新型的测试设备也需要不断的试验和验证。对于温度的适应这需要设备进行高低温试验等来确定。仪器设备的耐久性也一直是行业关注的问题,据我了解毫米波雷达产品的防护等级可以做到IP65。
15、北京智博联科技股份有限公司技术总监 陈**——毫米波雷达与光学挠度仪对比,各有哪些优劣?是否可以不安装角反射器?精度是否有影响?
回答:对于不安射角反射器对于平面的结构测试比较困难,前面也介绍了短距离、T梁底面测试效果还可以。但对于大尺寸平面、没有明显反射特征的结构,不安装角反射器很难区分测试点。光学类设备通过图像可以在结构物上标识特征点,但光学类设备长期监测受环境影响可能较大,长时间测试会出现数据的漂移现象。
16、浙江大学建工学院教授 项**——毫米雷达应该测试的是距离,实桥测试桥梁,需要测试的是垂直挠度?如何修正?
回答:毫米波雷达测试是径向距离,多次测量差值为径向变形量,通过测试挠度(垂直向)与径向之间角度、几何关系进行换算,将径向变形量转换成垂直挠度。
17、重庆新科建设工程有限公司副总工 龚**——角发射器是否在施工时预埋安装底座?
回答:角反射器在施工时整体预埋可能不方便,模板安装不变,建议预埋钢结构预埋件或钢板,后期可将角反射器与预埋件进行可靠的连接。
18、湖北楚天联发路桥养护有限公司技术员 温**——朱总,斜拉索检测的工期受风雨天气的影响较大,现在有没有好的克服风雨引起的激振的技术吗?
回答:对于风雨激振我并没有做过研究,只是从概念上有初步的了解。对于振动问题减小不利振动对结构的影响可以采用减振的措施。
19、苏州理工雷科传感技术有限公司孙**——不同的角度是否会对监测有影响?
回答:雷达测试的径向的变形量,安装角度是计算测试物理量(如桥梁挠度),这就需要进行角度的换算。角度的影响也就是在数据转换时的影响,也就是角度测量误差对其影响。如果设备安装角度很小,通过距离来计算角度时误差可能相对偏差较大。
20、宁波溪棠信息科技有限公司 卿**——朱总你好,现在毫米波对车辆称重精度如何,已经可以实用了吗?测量索力没有角反射器,对检测点的识别检测目标有什么不同呢?
回答:毫米波雷达是对挠度测试大致分析重载车辆,不能实现车辆荷载的称重。可能我在讲解的时候没有把这个问题说清楚,不同重量和轴载分布不同的车辆通过桥梁使桥梁产生动挠度不同,二者之间有一定的关系(不是线性关系),受车辆行驶车道、轴载分布、车速、桥面不平整度等因素影响很难进行精确称重,但可以通过研究进行粗略的估算。
拉索测试由于拉索多为钢绞线或平行钢丝,雷达发射的电磁波对于线状钢质索体容易识别,因为其反射电磁波信号的能量比较强。
21、招商局重庆交通科研设计院有限公司所长助理 秦**——朱总,请问一下毫米波雷达检测挠度时,必须要安装角反射器,检测完后又要回收,有没有可能不安装角反射器,像全站仪一样免棱镜测量呢?
回答:任何设备都有其适用的范围,如果不采用角反射器有时可能难以到达理想的测试结果。对于小型设备我们尝试过静载试验在T梁底部不安装角反射器,在地面采用雷达发射、反射面正对T梁底部进行测试,效果还可以。分析其原因是:测试距离短、T梁底面尺寸很容易区分测试目标。但对于平面尺寸比较大的情况,测试目标很难确定,因此需要安装角反射器才能取得较好的效果。
22、武汉港湾工程质量检测有限公司工程师 陈**——测试雷达防水吗,安装位置有要求吗?
回答:测试雷达可以做到防水级别,但其防水我认为主要是防止雨淋等。因为水下距离探测和定位有更好的途径来解决,就是采用声呐检测技术。安装位置有要求,具体参照前面的回答。
23、贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司副主任 周**——毫米波测动挠度响应有多快呢?
回答:雷达检测设备采样频率可达200Hz;雷达长期监测设备可达20Hz。