[發明專利]基于橋路可調式無線應變傳感裝置的跳頻擴頻通信方法

有效

• 申請號: 201610637626.2
• 申請日: 2016-08-06
• 公開（公告）號: CN106323156B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 宋建成;宋鑫;許春雨;田慕琴;李新勝;宋單陽;張潤冬;陳惠英
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;H04B1/713
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種基于跳頻擴頻通信的橋路可調式無線應變傳感裝置，所述裝置是由鋰電池輸出電壓轉換及穩壓電路、多種橋路選通電路、信號調理電路、CPU芯片及外圍電路和無線發射模塊電路集成于一體，構成跳頻擴頻通信的橋路可調式無線應變傳感裝置，用于檢測受力物應變數據；所述方法是采用橋路可調式無線跳頻擴頻通信的方法以及應用無線應變收發模塊之間的通信方法，實現對受力物應變的檢測。本發明實現了多種應變電橋橋路的選通和測量，提高了應變數據無線通信的可靠性和靈活性，而且無線傳輸信號衰減小、繞射能力強。

技術領域

本發明涉及一種應用電阻式應變片實現應變信息檢測裝置，尤其是一種利用無線跳頻擴頻通信的橋路可調式無線應變傳感裝置及其跳頻擴頻通信方法。

背景技術

隨著輸電線路鐵塔、液壓支架、大型龍門吊、大型鐵索橋等基礎設施關乎生產、民生大計，對其狀態進行長期有效可靠地監測與處理對安全隱患的排查顯得至關重要。現有對于機械設備的監測主要是將應變片貼附于待檢測的部件表面，然后通過引線連接至應變儀，應變片與其內部電路構成應變電橋，根據應變片的電阻應變效應來測取檢測點的應力變化。

在實際情況中，對各種設施設備進行應變監測存在如下問題，由于待檢測部件的應力檢測點數量龐大，通過引線的方式接入應變儀，需要進行復雜的接線工作；不同的應變測試場合，要求的應變靈敏度有所不同，應變儀需針對不用的應變測試場合設置復雜的電路來進行匹配，操作繁瑣復雜；受制于應變儀的采樣通道數量，應變檢測點會大大減少。因此需要開發一種方便靈活的裝置并尋求一種可靠的傳輸方法對檢測點進行應變檢測。

現有技術，“一種多通道微應變數據采集系統用無線交互單元”發明專利，公開了檢測領域的一種多通道微應變數據采集系統用無線交互單元，其位于多通道微應變數據采集系統的各監測點上，包括模擬開關集成電路、ZigBee通信模塊、RS232通信模塊、用于GPRS遠程通信的DTU模塊和微處理器。該無線交互單元的無線通信方式有兩種，這兩種方式通過模擬開關集成電路進行切換。一種通過ZigBee通信模塊進行近距離無線組網實現數據交互，另一種通過RS232和DTU模塊以GPRS的方式與遠程監測站進行遠程數據交互。但是該多通道微應變數據采集系統，并不涉及應變采集電路，僅僅通過引入無線通信方式來實現應變數據的無線傳輸，并沒有在無線傳輸的可靠性上進行詳細敘述。

現有技術“微應變檢測器無線傳輸模塊” 發明專利，公開了一種微應變檢測器無線傳輸模塊，包括微應變檢測器與接收模塊，微應變檢測器與接收模塊是以藍牙作為無線信號傳輸媒介，接收模塊自動匹配不同感測單元的數據傳輸次序。但該發明所述的無線傳輸模塊并沒有詳細說明其應變的采集電路以及在藍牙無線傳輸受阻狀態下的數據傳輸恢復能力。

現有技術“金屬結構智能動態應變遙測裝置” 發明專利，公開了一種金屬結構智能動態應變遙測裝置，其包括設置在起重機上的多個應變計和無線應變采集節點、無線參數采集節點和遠程主機。該發明采用TDC技術實現應變信號的采集，無線應變采集節點和無線參數采集節點與遠程主機是通過內置于無線節點中的GPRS/DTU模塊來實現數據無線傳輸，利用了GPRS公網硬件。但是該發明所述的金屬結構智能動態應變遙測裝置采用TDC技術檢測應變，檢測靈敏度固定，應變檢測實用范圍較為局限，而且數據無線傳輸受制于GPRS公網硬件設施。

現有技術“一種應變采集電路系統及應變采集方法”發明專利，公開了一種應變采集電路系統及應變采集方法。該系統包括恒流源電路、橋路配置電路、硬件調平電路、放大調理電路和AD采集電路。該專利的主要創新點在于其硬件調平有效的零偏校正方法和橋路匹配電路的靈活性。該發明雖然具有橋路匹配的靈活特點，但是創新性還是局限于應變采集電路的設計上，并沒有提出一種應變數據對外傳輸的有效方法。

上述現有技術中，無線應變傳感裝置在使用靈活性和無線傳輸可靠性上仍存在一定的不足之處。因此，需要開發一種應變檢測電路靈活可調、無線通信穩定可靠的無線應變傳感裝置，使之不僅能夠匹配不同類型的應變片，適用于不同靈敏度的應變檢測場合，而且能夠以一種可靠的無線傳輸方式實現應變數據的無線遠距離傳輸。