本申请属于智能临时舞台安全技术领域，特别是涉及一种面板、面板荷载实时测试系统及面板荷载安全管控系统。
背景技术：
确定人群荷载是大型临时舞台结构安全性设计的核心，也是确保临时舞台结构优化可控的重要内容。随着我国把文化产业作为国民经济支柱产业以来，文化科技的智能化提升面临国际性竞争和产业升级的机遇期和更迭期，对于大型临时舞台，可重用结构是室内外秀场成功表演的关键主体，人群与舞台面板的智能设计，已经成为舞台结构设计的核心技术；另一方面，除了演出领域之外，舞台面板还可作为临时看台、滑雪场、展台、临时民居、宾馆、军用仓库、水上养殖和极地房屋等社会发展领域中的重要结构组成，具有十分重要的意义。研发基于人群荷载识别技术的智能临时舞台面板技术，推进临时舞台面板的智能化应用，是大型临时舞台结构革新的重要内容，也是临时舞台文化高端科技国际市场竞争和发展的主要动力。
在文化大发展大繁荣以及健身养身的市场需求下，不断增加的科学演出活动使临时舞台需求量急剧上升，囿于临时舞台结构构件衍生自脚手架和模板支架，目前市场上使用的大部分临时舞台结构安全系数低、施工质量保障不到位、规范和监管效率难以提高，传统临时舞台经常发生倒塌事故。根据统计，人群荷载计算错误和结构设计不合理，是临时舞台结构破坏的主要原因。由此可见，开发人群荷载与临时舞台支撑系统相匹配的安全控制技术，对降低和避免事故，将起到非常关键的作用。
传统临时舞台结构设计，面板除了存在安全隐患外，在运输、使用过程中也存在容易遭到破坏，材料防潮性能差，周转使用率低。
技术实现要素：
1.要解决的技术问题
针对传统临时舞台结构设计，面板除了存在安全隐患外，在运输、使用过程中也存在容易遭到破坏，材料防潮性能差，周转使用率低的问题，本申请提供了一种面板、面板荷载实时测试系统及面板荷载安全管控系统。
2.技术方案
为了达到上述的目的，本申请提供了一种新型承载面板，依次包括基板、感知层、粘合层和橡胶板，基板通过所述粘合层与橡胶板连接。
本申请提供的另一种实施方式为：所述基板为压花铝板，所述压花铝板表面为凹凸状，所述压花铝板表面具有若干小孔。
本申请提供的另一种实施方式为：所述粘合层包括相互结合的吸声材料层和粘胶剂。
本申请提供的另一种实施方式为：所述压花铝板厚度不小于2mm，所述橡胶板为改性的含硅丁腈橡胶，通过添加稀土材料，增加橡胶的弹性、耐磨、耐弯折和耐低温性能，所述橡胶板的起始最小厚度满足多次拆卸的厚度要求。
一种面板荷载实时测试系统，在所述面板内设置有若干压力传感器，所述压力传感器通过高速无线采集器采集数据，按照5g传输编码，以m2m模式组建iot(传感网)方式进行数据处理和表达。
所述压力传感器用于测定所述面板以人群荷载为主的静动控制荷载，也包含爆炸冲击荷载，，所述iot用于处理智能临时舞台、看台以及其他临时结构空间所用面板时的发生的应力应变大数据状态和数据区域性互联所确认、存档及实时计算的不可更改的广域存储及其功能性显示和表达。
本申请提供的另一种实施方式为：所述压力传感器为电容压力传感器，所述压力传感器按面板规格，以主要受力迹线模型为传感器布置依据，分为主设置区和副设置区，其中主设置区主要设置于所述面板的主要承载区和中心位置，副设置区根据功能需要而定，主要分布在面板的边缘。
一种面板荷载安全管控系统，所述面板荷载实时采集计算分析系统与监测单元连接，所述监测单元与传感网管控单元连接，所述监测单元包含安全预警模块；；
所述监测单元用于由获得的面板荷载识别面板危险变形区域及应力状态，所述安全预警单元用于自主学习不同服役环境下的运维策略管控方法，给出合理的面板荷载承载历程和时效。
所述发出安全与维护策略通过iot进程和远程的云处理平台进行表达，同步对智能面板进行设计和更新。
3.有益效果
与现有技术相比，本申请提供的一种面板、面板荷载实时测试系统及管控系统的有益效果在于：
本申请提供的面板、面板荷载实时测试系统及管控系统，根据实验研究的人群荷载计算模型，应用到压花铝板-橡胶组合舞台板等其他临时空间结构板上，结合现代传感器数据处理技术，实现面板荷载响应的iot化，不仅大幅度提高了临时结构主要承载板的安全，最大限度保障临时结构的可靠性，而且能够扩大面板智能应用领域，体现临时结构构件便捷、通用和智能的特性。
本申请提供的面板、面板荷载实时测试系统及管控系统，主要为临时舞台等类似应用所需的面板，提供一种基于人群荷载识别模型，利用嵌入式传感技术，实时获取面板人体等冲击荷载，识别计算面板内力和变形，在根据面板监测模型，完成对面板结构全寿命实时现场设计与安全管控。
附图说明
图1是本申请的面板制作工艺示意图；
图2是本申请的面板粘结机理示意图；
图3是本申请的压力传感器安装示意图；
图4是本申请的压力传感器结构示意图；
图5是荷载显示信息流程示意图；
图6是本申请的面板界面测试流程示意图；
图中：1-改性橡胶板、2-充填层、3-基板、4-传感器、5-iot管控系统、6-真空层、7-中心膜片、8-绝缘层、9-基级导电。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
参见图1～6，本申请提供一种面板，依次包括基板3、综合充填层2和橡胶板1；所述基板3通过粘合工艺层2与所述橡胶板1连接。
进一步地，所述基板3为压花铝板，所述压花铝板表面为带孔蜂窝状，所述压花铝板表面具有若干特制小孔。
进一步地，所述综合填充层2包括吸声和粘胶材料。
面板橡胶板及感知层组合粘接技术
⑴粘接技术
a)粘接剂制作设计，粘接剂制作使用防爆搅拌设备，在一定转速下，根据面板类型，采用电动搅拌粘胶剂，添加稀释剂，并进行粘度控制，使粘胶剂膜厚度满足面板在寒区冬季多次拆装弯折时的性能，粘贴剂厚度根据临时结构使用时间、拆卸次数和应用环境订制，选择为0.2mm～4mm，并采用专用激光测厚计进行检测。
b)铝板与橡胶板粘接工艺设计，
该型橡胶板与铝板的连接主要采用铝基板表面处理工艺、粘接工艺和硫法压力试验三个工法阶段的处理。其中铝基板表面处理包含铬酸阳极化，然后进行镀镍，最后进行脱脂氧化处理。粘接工艺主要设计出涂胶厚度、涂胶烘干时间和停放时间的选择，本发明专利粘接工艺根据面板的用途不同、拆除次数不同而采用不同的处理方法。完成上述步骤后，采用硫法压力和二段处理条件对粘接强度进行检测。
⑵面板吸声减震设计
根据面板人群荷载作用及分布规律，结合材料吸声特性，基板3表面蜂窝孔状构造可根据不同孔深设计成吸收振动和声音的能力，首先采用特殊处理的压花铝板，设计压花铝板表面孔类和数量，对孔深进行计算确定并排列，按照模型使之达到降噪能力；然后将吸声材料填充于基板3和橡胶板1之间，把吸声材料在给定的温度条件下对其上下表面各浸入不少于2mm的粘胶剂，静置一段时间后，均匀放入基板3和橡胶板1之间，测试充填压力，满足给定的吸声强度所需的厚度后，完成结合过程，形成具有一定厚度和刚度的综合粘合层2。在该层基础之上与橡胶板1形成具有一定减震作用的耗能元件，既可作为舞台用面板也可作为能够承担荷载的高等级保温吸声墙板和楼板。
铝板-橡胶组合面板结合吸声填充层组合综合形成减震板，对于临时舞台看台面板，由于直接承受人群荷载，如果单纯的采用压花铝板，对某些特殊应用场合中，如舞美动作中，没有处理的面板将对人员造成很大的冲击，使面板的舒适度很差，同时容易产生较大的振动噪声，因此对铝板进行弹性软化处理，是面板的重要内容，本发明专利在铝板外部铺设改性硅丁腈橡胶板1，结合适当工艺，可以根据订制，完成面板的舒适度的设计。
为了提高铝板—填充层-橡胶组合综合面板的使用率，铝板和橡胶板应连接可靠，板内与板外连接及拆除维修方便、可重用。
本申请还提供一种面板荷载实时测试系统，在所述面板内设置有若干压力传感器4，所述压力传感器4与iot-管控系统5连接，所述压力传感器4用于测定所述面板上人群荷载以及冲击荷载，所述iot-管控系统用于综合处理及对人群荷载信息的智能表达。
进一步地，所述压力传感器4为接触式电容压力传感器，分为面积较大的主应力监测设置区和面积较小的边沿应力检测区即副应力监测区。
电容式压力传感器与铝板连接技术，运用mems技术，制作线条型传感器。经测试满足灵敏度、响应时间与荷载量程要求后进行放置。通过设置的传感器附着装置，传感器除可以感知压力外，还可作为面板支座使用。
硅电容式压力传感器，其感知膜片即硅质中心膜片7，通过计算选取合适的面积，以形成满足量程要求的传感器，同时要求膜片的时延满足测试要求，以保证数据同步触发的正确性和有效性。
含嵌入式压力传感器的面板，采集舞台面板的人群荷载，是最直接和最真实反映面板受力情况的途径。临时舞台面板不仅可以作为结构的受力构件使用，也可以成为一种测力工具。由于临时环境的可变性和多样性，面板使用环境相对复杂，将条型传感器附着在预先制作好的矩形桁架框架梁上，感知桁架通过防松动螺栓与基板相连，，，，如图3所示。该测力装置研发是实现面板智能设计、荷载可视化及面板检测、维护最关键的内容。
确定人群荷载信息，是智能临时舞台面板的重要组成部分，也是保证舞台面板安全的关键。人群荷载信息是由人(舞台面板上的人或者人群)在舞台上进行的有规律活动所体现的荷载情况。获取人群荷载信息，必须确定荷载形式及其耦合作用，下面予以概述。
对于临时舞台，舞台面板上部存在的人群荷载主要由舞美演员产生，人群荷载有行走、弹跳、跳跃等。压力传感器4测定要人群荷载后，通过预先嵌入的计算模块，及时分析出人群荷载的主要参数，在通过iot管控系统5对人群荷载进行精细化和物联云分析，最后通过5g无线处理程序，对临时舞台的状况进行表达。
本申请还提供一种面板荷载管控系统，所述面板荷载实时测试系统与管控单元连接，所述管控单元含有iot云计算与处理系统，能够通过iot物联功能，对所有在役面板进行同步信息告知，同时对非在役面板也能同步进行改进和预警设计，通过这一管控系统，可以把最近获得的经验，实时应用于正在安装或者正在试验的临时结构之中，能够大幅度提高临时结构质量提升、综合管理的效率；
所述管控单元用于由获得的面板荷载得出面板最大变形区域及应力状态，所述管控单元内部的安全预警单元用于设定或更新安全报警阈值，面板荷载或其他荷载响应大于安全报警阈值时以iot的形式给出警报并提供后续处理策略。
面板人群荷载采集及安全管控技术，集成了面板荷载分析软件、面板变形及应力监测子系统、安全预警级维护策略子系统三个部分。将传感器采集的人群荷载进行基于模型的耦合叠加计算之后，采用电压放大器，经过滤波降噪处理后，形式一个综合“人群荷载-时间历程”曲线。根据设定的面板参数和物理属性，结合有限元计算，针对提取的荷载峰值，给出面板变形和应力计算理论计算结果，然后将相关信息，通过iot管控系统进行进程和远程处理。
面板智能管控系统中预警子单元技术对应的方法为：
(1)利用专门研发的人群荷载算法，首先通过压力传感器4的数据，通过电荷放大器和采集板，载入荷载信息并存储；
(2)提取荷载峰值，按照复合材料综合面板弹塑性理论，计算面板变形和应力及其他重要信息；
(3)根据面板安全等级分类，结合应用环境特点，设置预警系统数据门槛图，当响应大于限值时，iot管控系统5触发对应策略。
本申请涉及的iot进程远程管控系统集成了面板荷载计算、面板应力应变及变形分析系统、安全预警系统三个部分，其功能特征叙述如下：
第一部分：面板荷载计算
该面板荷载计算是利用安装在面板内的压力传感器4测试并通过耦合叠加模型来实现的，通过各压力传感器获得的即时压力进行叠加，计算分析整个荷载过程中出现的最大峰值(正负)、均值、方差、重复率等关键参数。
第二部分：面板应力应变及变形监测子系统
是由所获得的面板荷载，通过有限元编程计算面板最大变形区域及应力状态，同时给出面板可能出现的大变形值和对应区域。
第三部分：安全预警子系统
在本申请的舞台面板管控子系统中，设计了面板监测单元，承担监测面板最大变形与应力的功能。该监测单元在设定时间内确定面板最大变形，同时确定最大强度，以确保面板在使用过程中不出现过大的变形和超出给定的这是应力值。
本申请将传统临时舞台面板改为铝板-感知层-综合填充层-橡胶组合而成的复合材料面板，通过改善面板刚度和吸噪特性，形成了良好的减震性，提高舞台的舒适度；通过对面板荷载实时测取，利用内嵌压力传感器4，结合人群荷载识别模型，获取现场舞台面板荷载信息，利用专门开发的fem计算程序，并进一步确定面板受力，为面板监控系统提供核心信息；利用面板智能设计功能，利用获得的荷载信息，确定面板内力和位移，根据订制设定安全报警阀值，组成面板监测系统，最后通过iot管控系统的功能，实现物联云计算与实时管理和临时面板结构经验与数据的实时应用。在该套智能监测系统基础上，实现了本申请智能临时舞台面板高度订制化、知识及时运用化、设计本地化、试验与理论计算的高度融合化特征，保证了临时舞台承载面板具备最新技术、拥有最近经验、具备高度安全性和可控性的重要特征。
实施例
a、铝板-橡胶组合面板粘接
由于铝合金为金属材质，粘接前需要进行基板3的表面处理，，再镀膜和氧化处理；其次为了保证橡胶板1具有良好的耐候性、强度以及抗裂和重用性指标，合理选取含硅改性丁腈橡胶，对应材质选用合理的粘胶剂和粘接方式；最后，将粘胶剂采用恒温压力进行连接，烘干后，进行硫化和二段压力测试，整个操作过程如图1所示。
(1)基板3表面处理
铝制基材为非磁性金属，基板3粘接前，先进行铬酸阳极化，然后进行镀镍处理，最后进行脱脂氧化处理，最终形成不低于0.07mm厚度的膜层。
(2)粘接工艺
为了获得设计的粘接强度，用环保型粘胶剂作为溶剂，使用专用搅拌设备，在中速转速下，电动搅拌粘胶剂，分阶段添加辅助剂，控制粘接剂粘度，按照粘接涂胶厚度不低于0.2mm，涂胶烘干时间不少于15分钟，停放时间根据面板应用环境不同而有不同的要求进行粘接工艺试粘，粘接完成后，采用硫法压力和二段处理条件对粘接强度进行检测，强度复合要求后，再进行产品的粘接。
(3)复合面板连接
采用压力喷涂方式，气压控制在30psi～60psi，流体压力控制在6psi～15psi，分别在基板喷涂底涂粘胶剂，同时在填充层上也进行粘接剂的两面进行刷涂粘接剂，根据时间工艺的要求，分阶段将填充层置入，然后在置入顶部弹性含硅丁腈橡胶，最后进行亚平处理。
b、传感器制作
压力传感器4制作是复合面板的制作关键技术。压力传感器是在硅片上生成的memes传感器，如图3所示为传感器基本构造，包括真空6、膜片7、绝缘层8和衬底电极9。传感器制作成线型，然后附着在桁架上，再将桁架固定在铝板-橡胶复合面板内部，和填充层一起，形成面板的内部结构，在面板的四周，也布设有无桁架的传感器。传感器组成括4个基本部分：分别为中心膜片7、固定电极、封装元件和引出电极，如图4。
(1)中心膜片7制备
首先进行热氧化，生成一定厚度的氧化层；其次双面对准光刻，腐蚀掉二氧化硅；再次用湿法各向异性腐蚀液蚀出电容间隙；表面进行无掩膜硼注入，表面浓度控制在1018/cm2以上；再次氧化，光刻出岛膜四周沟槽，并再次各向异性进行二次定向腐蚀，制出最终岛膜，最后切片待用。
(2)固定电极制备工艺
准备双面抛光玻璃，将玻璃打出楔形状孔，两面进行铝膜溅射；刻蚀铝膜，一面制作电容极板，另一面制作引线条，保护导压孔内铝膜；采用同样工艺制作另一玻璃极板，将硅岛膜与两玻璃极板进行静电封接，最后铝膜从两玻璃外面一侧引出，硅岛膜从多于露出的硅上引出。
(3)预留传感器接线接口，以备与电源、其他装置连接。
c、人群荷载识别模型嵌入和面板智能数据设计
具体制作方法：
在redhatlinux系统中，利用rtos系统，将测试验证好的人群荷载程序c程序，经过专用平台测试后，烧录至专用芯片sdp中，再将该芯片嵌入传感器的数据快速处理中心，完成人群荷载的快速自动智能识别的第一阶段。为了实现面板的物联网云计算，在舞台面板外延立面区域安装了iot管控系统5，它与传感器的输出端连接并将实测荷载曲线经过加密、分段后送至指定的云中进行后续分析和表达。面板设计如附图5所示。
本申请提供的面板、面板荷载实时测试系统及iot管控系统，利用实验研究的人群荷载计算模型，应用到铝板-感知层-填充层-橡胶组合综合面板上，结合现代传感器和物联网处理技术，实现面板荷载、响应、状态及信息表达的可视化可控化，从根本上保证了大型临时结构的安全，保障临时结构的可重用性，扩大智能面板应用领域，体现临时结构构件便捷通用的优良功能。
本申请提供的综合面板、面板荷载实时测试系统及管控系统，为临时舞台等临时结构承载面板提供了基于模型的人群荷载识别方法，利用压电嵌入式测量技术，实时显示舞台板人群荷载，计算分析综合面板内力和变形，提供人群与面板相互作用监测集成体系，具备对面板结构全过程现场设计与安全管控的功能。
利用铝板与橡胶板组合而成舞台综合复合型面板，不仅提高了面板的舒适度，而且在提高承载能力的同时，在保证面板结构刚度和强度的要求下，可以提高舞台面板的重复使用率；
采用内嵌式压力传感器4的分布式安装模式，使面板成为一个测力装备，为面板设计提供了最直接的测试方法，设计的压力传感器4可以作为独立测试仪器，可以安装至不同的组合面板，功能实用，安装灵活。
将测试的临时舞台人群荷载直接计算并通过iot管控系统进行智能表达，随同提供的面板智能检测系统，不仅能够立刻体现智能面板使用过程中的具体力学参数，同时也可以及时发现面板缺陷，确定面板新的设计安装方法，最大限度及时确定面板及其临时结构服役中的危险，避免舞台等临时结构面板发生安全事故，上述品质使得本申请拥有良好的市场经济效益和重要的社会意义。
尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。
1.一种面板，其特征在于：依次包括基板、粘合层和橡胶板；所述基板通过所述粘合层与所述橡胶板连接。
2.如权利要求1所述的面板，其特征在于：所述基板为压花铝板，所述压花铝板表面为多孔蜂窝状，所述压花铝板表面具有若干小孔。
3.如权利要求1所述的面板，其特征在于：所述粘合层包括相互结合的吸声材料层、粘胶剂和感知结构。
4.如权利要求2所述的面板，其特征在于：所述压花铝板厚度为2mm，所述橡胶板为氯丁橡胶板，所述氯丁橡胶板厚度为2mm。
5.一种面板荷载实时测试系统，其特征在于：在所述面板内设置有若干压力传感器，所述压力传感器与传感网管控单元连接；
所述压力传感器用于测定所述面板上人群荷载形式及其它面板的相互作用，所述传感网管控单元用于表达测试及分析结果。
6.如权利要求5所述的面板荷载实时测试系统，其特征在于：所述压力传感器为接触式电容压力传感器，所述接触式电容压力传感器设置于所述面板内部，所述接触式电容压力传感器设置于所述面板边缘立面。
7.如权利要求5所述的面板荷载实时测试系统，其特征在于：所述传感网管控单元设置于所述面板立面。
8.一种面板荷载安全管控系统，其特征在于：所述面板荷载实时测试系统与监测单元连接，所述监测单元与传感网管控单元连接，所述监测单元包括安全预警模块；
所述监测单元用于由获得的面板荷载得出面板最大变形区域及应力状态，所述安全预警模块用于设定安全报警阈值和维护策略。
9.如权利要求8所述的面板荷载预警系统，其特征在于：所述发出警报形式包括显示警报和声音警报。
技术总结