[實用新型]起重機械金屬結(jié)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力信號的遠(yuǎn)程無線采集系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020259577.1
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN201886608U
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志平;唐婭玲;胡青
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04L29/08;H04W84/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王超

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種起重機械金屬結(jié)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力信號的遠(yuǎn)程無線采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，起重機金屬結(jié)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力信號的采集大多采用有線的方式，貼在結(jié)構(gòu)上的應(yīng)變片通過屏蔽導(dǎo)線與動態(tài)應(yīng)變儀和電腦相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集，一般不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。有線的動態(tài)應(yīng)變采集需要布置大量屏蔽導(dǎo)線(導(dǎo)線數(shù)量與測試應(yīng)變點數(shù)一致，導(dǎo)線長度與起重機械結(jié)構(gòu)的大小有關(guān))，耗費大量人力和時間，其中布線和拆線的時間約占全部檢測時間的50％以上。另外長導(dǎo)線還可能引入電磁干擾以及可能干涉起重機械活動機構(gòu)的運動等。有線方式費時、費力、檢測效率低影響機器作業(yè)時間，且無法獲取長期動應(yīng)力數(shù)據(jù)，難以實時實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全評價和壽命預(yù)測。目前，有一些基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的測試技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)應(yīng)變測試，但這些方法過多關(guān)注于低功耗設(shè)計，傳輸距離短，金屬障礙物繞射能力差，且其主要應(yīng)用于現(xiàn)場測試的特點不能滿足起重機械遠(yuǎn)程監(jiān)測要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有有線測試方法的低效率和無線方法中的性能缺陷，提供一種起重機械金屬結(jié)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力信號的遠(yuǎn)程無線采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)在測試現(xiàn)場可以實現(xiàn)足夠距離的傳輸，還能通過CDMA(碼分多址)公網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本系統(tǒng)包括設(shè)置在起重機上的多個應(yīng)變計和無線應(yīng)變采集節(jié)點、無線應(yīng)變基站節(jié)點，以及遠(yuǎn)程主機；應(yīng)變計將采集信號傳送至相應(yīng)的無線應(yīng)變采集節(jié)點，所有的無線應(yīng)變采集節(jié)點再將信號傳送至無線應(yīng)變基站節(jié)點，無線應(yīng)變基站節(jié)點通過通信網(wǎng)絡(luò)將信號傳送至遠(yuǎn)程主機。

本實用新型的有益效果是：可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時無線測試起重機械金屬結(jié)構(gòu)的動態(tài)應(yīng)力信號，經(jīng)試驗，在可視條件下，滿足傳輸距離50～60m，在有金屬障礙物情況下，現(xiàn)場滿足傳輸距離30～40m，且能實現(xiàn)CDMA公網(wǎng)范圍內(nèi)遠(yuǎn)程監(jiān)測，滿足起重機械金屬結(jié)構(gòu)的監(jiān)測要求。

附圖說明

圖1是無線采集節(jié)點的構(gòu)造圖。

圖2是無線采集節(jié)點防水裝置構(gòu)造圖。

圖3為在門座式起重機上的應(yīng)用。

圖4是本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖中，1：電源孔；2：磁座孔；3：節(jié)點底座；4：電源模塊；5：接線孔；6：引針接口；7：控制器模塊(包含處理器模塊、射頻芯片和)；8：通訊模塊；9：節(jié)點上蓋；10：節(jié)點開關(guān)按鈕；11：工作指示燈；12：報警指示燈；13：天線；14：防水裝置底座；15：防水裝置上蓋；16：接線防水罩；17：天線防水罩；18：起重機；19：無線應(yīng)變采集節(jié)點A；20：無線應(yīng)變采集節(jié)點B；21：無線應(yīng)變基站節(jié)點；22：遠(yuǎn)程主機。

具體實施方式

本實用新型提出一種適合惡劣環(huán)境下起重機金屬結(jié)構(gòu)動態(tài)應(yīng)力信號的遠(yuǎn)程無線采集系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳述本發(fā)明。

如圖1所示，本系統(tǒng)包括設(shè)置在起重機上的多個應(yīng)變計和無線應(yīng)變采集節(jié)點(如圖中的S1～Sn)、無線應(yīng)變基站節(jié)點，以及遠(yuǎn)程主機；應(yīng)變計將采集信號傳送至相應(yīng)的無線應(yīng)變采集節(jié)點，所有的無線應(yīng)變采集節(jié)點再將信號傳送至無線應(yīng)變基站節(jié)點，無線應(yīng)變基站節(jié)點通過通信網(wǎng)絡(luò)將信號傳送至遠(yuǎn)程主機。

在優(yōu)選的實施方式中，所述應(yīng)變計采用電阻式應(yīng)變計，焊接在起重機上。

在優(yōu)選的實施方式中，如圖4所示，無線應(yīng)變采集節(jié)點包括采集節(jié)點電源模塊4、信號調(diào)理單元、處理器模塊和采集節(jié)點的WIFI無線射頻模塊，應(yīng)變計接至信號調(diào)理單元，信號調(diào)理單元包括精密橋路(位于橋盒內(nèi))和信號放大電路，信號調(diào)理單元的輸出接至處理器模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，處理器模塊還通過串型外圍接口(SPI)與采集節(jié)點WiFi無線射頻模塊相連。采集節(jié)點電源模塊4為無線應(yīng)變采集節(jié)點供電，可采用鋰電池供電，也可外接交流220V。

在優(yōu)選的實施方式中，如圖4所示，無線應(yīng)變基站節(jié)點包括基站W(wǎng)iFi無線射頻模塊、控制器和CDMA?DTU(碼分多址數(shù)據(jù)終端設(shè)備)單元，它們依次相接。無線應(yīng)變基站節(jié)點還包括基站電源模塊，該模塊為整個基站節(jié)點供電，外接電壓為交流220V。

在優(yōu)選的實施方式中，通信網(wǎng)絡(luò)采用CDMA網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)。