[發明專利]一種非接觸式鋼絲繩無線檢測系統和方法

無效

• 申請號: 201110344833.6
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102507729A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 吳杰;陳士忠;左慶;焦照玉
• 申請（專利權）人: 江蘇申錫建筑機械有限公司
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明屬于無線傳感器網絡技術領域，尤其涉及一種非接觸式鋼絲繩無線檢測系統和方法。

背景技術

世界各地的高層建筑越來越多，高空玻璃幕墻擦洗設備越來越受到人們的關注，擦窗機也就應運而生。擦窗機屬于高空懸掛作業機械，擦窗機的吊船與懸掛機構的主要連接方式是通過鋼絲繩。鋼絲繩作為擦窗機的核心構件和高危構件，其安全性備受關注。為了確保擦窗機安全可靠的運行，對鋼絲繩安全情況的檢測尤為重要。

然而到目前為止，對鋼絲繩的檢測都是通過實驗人員定期帶儀器設備到工作環境復雜的大型機械上進行檢測，測試人員的工作危險而且繁瑣，并且得到的數據只是我們所選取的時間點的狀況，并不能完全說明整臺機械設備長期以來的工作狀態。而且無法長期檢測機械結構點的故障狀態，無法在結構可能處于危險工作狀態的第一時間提醒工作人員進行維護。

發明內容

為了克服對鋼絲繩的檢測困難，本發明提供了一種能長期穩定實時在線檢測鋼絲繩“健康狀態”的節點，特別涉及一種非接觸式無線檢測系統和方法。

本發明公開了一種非接觸式鋼絲繩無線檢測系統，包括傳感器檢測處理單元、無線射頻收發單元、電源管理模塊、阻抗匹配電路和SMA天線；所述傳感器檢測處理單元對鋼絲繩進行實時檢測，對檢測到的信號進行采集和處理，處理后的數據傳送到無線射頻收發單元，通過和SMA天線相匹配的阻抗電路，再傳遞到SMA天線，進行無線發送。電源管理模塊為各用電單元進行供電。

進一步，所述的傳感器檢測處理單元采用非接觸式磁電檢測傳感器，該磁電檢測傳感器固定于可靠設備上，鋼絲繩非接觸式從傳感器中間穿過。

進一步，所述的磁電檢測傳感器通過永久磁鋼軸深度磁化鋼絲繩達到飽和，根據漏磁場和磁通變化來檢測鋼絲繩的斷絲和磨損。

進一步，包括：根據鋼絲繩漏磁場和磁通變化，向空間擴散的磁信號集聚后，由陣列廣角霍爾元件組轉換成電壓變化值，再經過A/D接口，進行模數轉換，最后將數字信號傳輸給無線射頻收發單元。

進一步，所述的無線射頻收發單元選擇按照IEEE802.15.4的傳輸協議，將數據打包，采用ZigBee技術組網，以接力的方式通過無線電波將數據從一個無線收發模塊傳到另一個無線收發模塊，最終將數據傳到現場基站。

進一步，所述無線射頻收發單元主芯片采用芯片CC2530；芯片CC2530的工作時鐘可以選取外部晶振、外部RC振蕩器、內部RC振蕩器、內部時鐘電源等方式。

進一步，芯片CC2530的工作時鐘采用兩個外部晶振：32MHz晶振作為系統時鐘，為了提供芯片射頻收發器本振信號和MCU本振信號；32.768KHz晶振作為實時時鐘，提供休眠模式定時器本振信號。

進一步，所述的電源管理模塊由供電模塊以及與供電模塊連接的電源穩壓芯片組成，用于無線射頻收發單元、傳感器檢測處理單元等供電使用。

進一步，所述的電源管理模塊由5V供電模塊經過芯片SE1117降壓輸出3.3V的穩定直流電壓供使用。

本發明還公開一種非接觸式鋼絲繩無線檢測方法，傳感器檢測處理單元對鋼絲繩進行實時檢測，對檢測到的信號進行采集和處理，處理后的數據傳送到無線射頻收發單元，通過和SMA天線相匹配的阻抗電路，再傳遞到SMA天線，進行無線發送。電源管理模塊用于為各用電單元進行供電。

進一步，所述傳感器檢測處理單元采用非接觸式磁電檢測傳感器進行檢測，所述的磁電檢測傳感器通過永久磁鋼軸深度磁化鋼絲繩達到飽和，根據漏磁場和磁通變化來檢測鋼絲繩的斷絲和磨損。

進一步，包括：根據鋼絲繩漏磁場和磁通變化，向空間擴散的磁信號集聚后，由陣列廣角霍爾元件組轉換成電壓變化值，再經過A/D接口，進行模數轉換，最后將數字信號傳輸給無線射頻收發單元。

進一步，所述的無線射頻收發單元選擇按照IEEE802.15.4的傳輸協議，將數據打包，采用ZigBee技術組網，以接力的方式通過無線電波將數據從一個無線收發模塊傳到另一個無線收發模塊，最終將數據傳到現場基站。

進一步，所述無線射頻收發單元主芯片采用芯片CC2530；芯片CC2530的工作時鐘可以選取外部晶振、外部RC振蕩器、內部RC振蕩器、內部時鐘電源等方式。