本公开涉及结构变形预警装置技术领域，特别涉及一种环保型结构变形预警装置、方法及系统。
背景技术：
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
在建筑工程中，钢结构和混凝土结构是最为常见的结构形式。在自重应力和其他附加应力作用下，建筑工程中的钢结构和混凝土结构会产生应变，甚至会产生较大变形。结构产生的应变难以用肉眼观测，一旦出现肉眼可观测的裂缝，已经出现了较大的变形，此时已严重威胁整个建筑结构的安全。因此为保证建筑工程的安全性，需要对钢结构和混凝土结构某些重点部位进行实时受力和变形监测。
本公开发明人发现，采用传统的监控量测需要投入较大人力物力，耗费时间较长，且测得数据需要进行分析，不能立即得出结构安全性指标，也不能发出较为明显的预警信号，耽误抢修时间。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种环保型结构变形预警装置、方法及系统，有效的解决了建筑工程结构变形监测投入大和预警信号不明显的问题。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种环保型结构变形预警装置。
一种环保型结构变形预警装置，包括应变片、桥式电路、放大器、电压比较器和报警器，所述应变片设置在待监测结构的表面，所述桥式电路用于根据接收到的应变信号输出电压值；
所述放大器将电压值放大后输入到电压比较器中与第一预设阈值进行对比，当放大后的电压超过预设阈值时，电压比较器向报警器发出告警信号，报警器报警。
作为可能的一些实现方式，所述桥式电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和应变片依次电连接形成回路，第一电阻和第二电阻的连接点与放大器的第一输入端连接，第三电阻和应变片的连接点与放大器的第二输入端连接，第二电阻和第三电阻的连接点与电源一端连接；第一电阻和应变片的连接点与电源的另一端连接。
作为进一步的限定，应变片、第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同。
本公开第二方面提供了一种环保型结构变形预警方法。
一种环保型结构变形预警方法，利用本公开第一方面所述的环保型结构变形预警装置；
当应变片阻值与第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同全相等时，桥式电路输出电压为零；
当待检测结构因受力带动应变片产生应变时，桥式电路输出电压值，经放大后与电压比较器设定的阈值进行比较，如果大于阈值，则接通警示灯和扬声器的控制电路。
本公开第三方面提供了一种环保型结构变形预警系统。
一种环保型结构变形预警系统，包括本公开第一方面所述的环保型结构变形预警装置和处理器；
在待测结构的不同表面分别设置一个应变片，每个应变片对应于一个环保型结构变形预警装置，所述处理器实时采集各个桥式电路的输出电压值，根据采集到的电压值综合判断待测结构的整体受力情况。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
本公开第一方面所述的预警装置及第二方面所述的方法，原理简单、结构轻巧、节省人力物力、预警信号明显、环保无污染、可反复使用，能有效解决建筑工程结构变形监测投入大和预警信号不明显的问题。
本公开第三方面所述的预警系统，能够对待测结构的各个面进行综合的受力分析，从而得到待测结构整体的受力情况，进而实现对待测结构更全面的分析。
附图说明
图1为本公开实施例1提供的环保型结构变形预警装置。
1-应变片；2-整流桥；3-仪表放大器；4-电压比较器；5-闪烁警示灯；6-扬声器；7-太阳能板。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了一种环保型结构变形预警装置，包括应变片1、整流桥2、仪表放大器3、电压比较器4、闪烁警示灯5、扬声器6和太阳能板7；
所述应变片1粘贴在拟监测钢结构或混凝土结构表面；所述整流桥2能将应变信号转换成电压信号；所述仪表放大器3能将较小的电压信号放大；所述电压比较器4阈值电压可通过内部滑动变阻器设定，能控制所述闪烁警示灯5和扬声器6所在电路的开关；所述闪烁警示灯5当有电流通过时能不断出现醒目的闪烁；所述扬声器6当有电流通过时能发出尖锐刺耳的报警声；所述闪烁警示灯5和所述扬声器6为并联；所述太阳能板7能够持续为整个装置提供所需电源。
装置中应变片1电阻和整流桥2中的三个电阻全相等时，整流桥2输出电压为零；当钢结构或混凝土结构因受力带动应变片1产生应变时，整流桥2就有了输出电压值，该电压值经仪表放大器3放大后进入电压比较器4，与电压比较器4设定的阈值进行比较，如果大于阈值，则闪烁警示灯5和扬声器6所在电路接通，闪烁警示灯5闪烁，扬声器6发声预警。
整个装置的各个导线可随意加长，可随意弯曲，根据待测结构具体情况可分别将太阳能板7、闪烁警示灯5、扬声器6放在合适位置，具有较好的环境适应性。
该装置电源有太阳能板7提供，能不间断为整个装置提供电能，环保无污染。
该装置能重复利用，进行下一处结构监测时只需更换应变片1并调整电压比较器4阈值电压即可。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种环保型结构变形预警方法，利用本公开实施例1所述的环保型结构变形预警装置；
当应变片阻值与第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同全相等时，桥式电路输出电压为零；
当待检测结构因受力带动应变片产生应变时，桥式电路输出电压值，经放大后与电压比较器设定的阈值进行比较，如果大于阈值，则接通警示灯和扬声器的控制电路。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种环保型结构变形预警系统，包括多个实施例1所述的环保型结构变形预警装置和处理器；
在待测结构的不同表面分别设置一个应变片，每个应变片对应于一个环保型结构变形预警装置，所述处理器实时采集各个桥式电路的输出电压值，根据采集到的电压值综合判断待测结构的整体受力情况。
根据采集到的各个监测面的输出电压值，例如对正方体或者长方体等规则待测结构，求取各个监测面输出电压的平均值，将此平均值与第二预设阈值进行对比，实现了对待测结构的受力均匀性的评估。
根据采集到的待测结构的相对的两个面的输出电压值，如正方体或者长方体等规则待测结构相互平行的两个平面，计算两个面的输出电压值的差值，与第三预设阈值进行对比，实现了对待测结构的相对面受力情况的分析和评估，从而能够分析出待测结构是否受到单向应力而出现。
本实施例通过对待测结构各个面的测量，实现了对待测结构的应力情况的综合分析，极大的提高了对各个待测结构的应力监测能力，实现了对待测结构的更加全面的安全性能分析。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
1.一种环保型结构变形预警装置，其特征在于，包括应变片、桥式电路、放大器、电压比较器和报警器，所述应变片设置在待监测结构的表面，所述桥式电路用于根据接收到的应变信号输出电压值；
所述放大器将电压值放大后输入到电压比较器中与第一预设阈值进行对比，当放大后的电压超过预设阈值时，电压比较器向报警器发出告警信号，报警器报警。
2.如权利要求1所述的环保型结构变形预警装置，其特征在于，所述报警器包括警示灯和扬声器，所述电压比较器与警示灯和扬声器的控制电路连接，当放大后的电压超过预设阈值时，警示灯和扬声器的控制电路接通。
3.如权利要求2所述的环保型结构变形预警装置，其特征在于，所述预警装置还包括电源模块，所述电源模块为太阳能电池板，用于给各个用电模块供电。
4.如权利要求2所述的环保型结构变形预警装置，其特征在于，预设阈值通过电压比较器的内部滑动变阻器设定，所述电压比较器能控制所述闪烁警示灯和扬声器的控制电路的开关。
5.如权利要求2所述的环保型结构变形预警装置，其特征在于，所述桥式电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和应变片依次电连接形成回路，第一电阻和第二电阻的连接点与放大器的第一输入端连接，第三电阻和应变片的连接点与放大器的第二输入端连接，第二电阻和第三电阻的连接点与电源一端连接；第一电阻和应变片的连接点与电源的另一端连接。
6.如权利要求5所述的环保型结构变形预警装置，其特征在于，应变片、第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同。
7.一种环保型结构变形预警方法，其特征在于，利用权利要求5或6所述的环保型结构变形预警装置；
当应变片阻值与第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同全相等时，桥式电路输出电压为零；
当待检测结构因受力带动应变片产生应变时，桥式电路输出电压值，经放大后与电压比较器设定的阈值进行比较，如果大于阈值，则接通警示灯和扬声器的控制电路。
8.一种环保型结构变形预警系统，其特征在于，包括多个权利要求5或6所述的环保型结构变形预警装置和处理器；
在待测结构的不同表面分别设置一个应变片，每个应变片对应于一个环保型结构变形预警装置，所述处理器实时采集各个桥式电路的输出电压值，根据采集到的电压值综合判断待测结构的整体受力情况。
9.如权利要求8所述的环保型结构变形预警系统，其特征在于，根据采集到的各个监测面的输出电压值，求取平均值，将此平均值与第二预设阈值进行对比，对待测结构的受力均匀性进行评估。
10.如权利要求8所述的环保型结构变形预警系统，其特征在于，根据采集到的待测结构的相对的两个面的输出电压值，计算两个面的输出电压值的差值，与第三预设阈值进行对比，对待测结构的相对面受力情况进行评估。
技术总结