张工聊测量 | 如何对桥梁结构进行监控和测试

美国陆军工程兵团（USACE）雇用了大约37,000名文职和军事人员，他们在130多个国家提供广泛的工程服务。这使其成为世界上最大的公共工程、设计和施工管理机构之一。USACE的工程师研究与发展中心（ERDC）提供工程和环境科学方面的科学、技术和专业知识，以解决民用和军事工程、地理空间科学、水资源和环境科学领域的一系列重大问题。

ERDC的土工和结构实验室的机场和路面部分是ERDC在密西西比州维克斯堡的四个实验室之一，负责新材料研发和设计。作为电子技术员，Tommy Carr和Tony Brogdon为他们分部的任何需要数据采集或测量系统的项目提供仪器支持，帮助主要研究人员（PI）和工程师设计配置必要的仪器和传感器系统，用于收集其所需数据。Carr指出：“帮助他们设计仪器系统后，我们会自己操作，或者培训其他人操作，以便收集他们的实验所需的数据。”

毫不奇怪，Carr和Brogdon在一个相当不稳定的研究环境中工作，他们会同时从事多个项目，而每个项目都有自己的一套数据采集或测量要求以及挑战。这些研究项目需要数天到一年的时间才能完成。而且，鉴于他们项目的设备预算有限，他们选择的数据采集和控制设备必须在尺寸、功能和兼容的传感器类型方面具有高度的灵活性，以便能够随时适应新的研究项目。

2016年夏天开始，一个新的研究阶段开始了，那就是设计用于军事人员快速部署的便携式桥梁。正如Brogdon所说：“这是一个多层次的项目，比较特别的一点在于使用了我们的重型车辆模拟器（图1）来测试桥面。他们修建了一个测试路段，HVS让我们在六个月内模拟20年的交通流量对人行道和铺面的影响。”

桥上的应变计直接连接到数据采集系统上。位于路面测试设施外的玻璃纤维外壳可防止数据采集硬件受到灰尘影响。Carr和Brogdon用两个HBM QuantumX  MX1615B 16通道应变桥路放大器模块来配置他们的系统（图3）。Carr指出，“我们有一个老的传统硬件，是由HBM收购的公司制造的，所以当我开始寻求支持时，我最终选择了与当地的HBM销售工程师Kevin Elliott合作。Kevin的工作关系帮助我们找到了现在使用的型号。”Carr和Brogdon之所以选择QuantumX系统，主要是由于其耐用性、模块化结构、应用灵活性、能够承受高湿度，并且兼容多种传感器类型。