[發明專利]一種基于無線的壓差式動態擾度傳感器及監測系統

有效

• 申請號: 202010051977.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN110873632B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 鞠曉臣;趙欣欣;郭輝;蘇永華;肖鑫;潘永杰;樂思韜;朱穎;嚴乃杰;劉曉光
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國國家鐵路集團有限公司
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

1.一種基于無線的壓差式動態擾度傳感器，其特征在于，包括：供電/通信復合模塊(1)、數據采集模塊(2)、信號放大模塊(3)、FPGA芯片組(4)、存儲模塊(5)、壓差芯體(6)和通信模塊(7)；

所述FPGA芯片組(4)分別與所述供電/通信復合模塊(1)、數據采集模塊(2)、存儲模塊(5)和通信模塊(7)連接；

所述信號放大模塊(3)分別與所述壓差芯體(6)和所述數據采集模塊(2)連接；

還包括藍牙模塊(9)；所述藍牙模塊(9)與所述FPGA芯片組(4)連接，所述藍牙模塊(9)用于人機交互、調試和設置參數以及所述擾度傳感器的校準；

其中，所述供電/通信復合模塊(1)用于給所述擾度傳感器內部各個芯片組和模塊轉換需要的電壓，同時又與觸發系統進行通信并分離出校時信息和觸發信息；

數據采集模塊(2)對放大后的信號進行高精度高速采集，分辨率達到0.1uv的信號通過AD轉換傳送給所述FPGA芯片組(4)進行識別，同時采集自身溫度，進行二次熱膨脹校準；

FPGA芯片組(4)為工作頻率高達600MHZ的嵌入式系統，用于將所述擾度傳感器采集到的數據與內部寫入的校準數據包括溫度、氣壓修正進行實時的對比輸出；最終輸出可達100-500HZ，同時甄別干擾數據與異常數據進行處理分析和上報。

2.如權利要求1所述的一種基于無線的壓差式動態擾度傳感器，其特征在于，還包括時鐘模塊(8)，所述時鐘模塊(8)與所述FPGA芯片組(4)連接，所述時鐘模塊(8)對任何超限、觸發數據進行有時序保存。

3.如權利要求1所述的一種基于無線的壓差式動態擾度傳感器，其特征在于，所述壓差式動態擾度傳感器封裝在IP67防護外殼內部。

4.一種基于無線的壓差式動態擾度監測系統，其特征在于，包括多個如權利要求1-3任一項所述的基于無線的壓差式動態擾度傳感器和終端設備；

多個所述擾度傳感器分別安裝在橋體的基準點和測量點上；

所述基準點為橋體上相對不沉降點，所述測量點為橋體上沉降點；

所述終端設備與多個所述擾度傳感器通訊連接；

所述終端設備獲取多個所述擾度傳感器測得的壓力值，利用預設公式求得基準點和測量點的高度，通過將基準點和測量點進行對比求得測量點的沉降量。

5.如權利要求4所述的一種基于無線的壓差式動態擾度監測系統，其特征在于，所述預設公式為：

其中，F為所述擾度傳感器測得的壓力、ρ為液體的密度、g為加速度、S為受力面積、h為沉降量。