一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器的制造方法
專利名稱:一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，包括保護罩和置于保護罩內部的慣性發電機、速度傳感器、無線模塊等功能模塊。本實用新型可以實現系統自主供電，利用速度傳感器對結構內部相關功能參數進行測量，并將所測得的數據通過無線模塊傳送給外部接收器；該系統可以跟隨結構位移自主發電，所產生的電量可以供給系統正常工作，并對蓄電池進行充電。本實用新型結構設計合理，加工制作和安裝布設方便，使用操作簡單，所測得的數據真實可靠，并且中間沒有導線對測量數據的影響，可以真實準確的將數據傳遞給終端系統進行數據處理，有效解決了傳統測量方式對于線材的依賴和線材帶來的信號衰減、信號干擾等影響。
【專利說明】
一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器
技術領域
[0001]本發明涉及一種內置速度傳感器，尤其涉及一種用于結構檢測的可以自主供電的內置式無線速度傳感器。
【背景技術】
[0002]現如今，伴隨交通運輸等基礎設施的建設，高墩大跨結構在經濟發展中的作用越來越重要，在役結構的檢測也成為判斷結構性能的一個必不可缺的方法和手段。傳統檢測方法依靠表面粘貼或者局部破損的方式來檢測結構內部狀況;或者依靠預先埋設傳感器后通過大量的導線來傳遞數據信號。這樣的方式要么不能直接接觸到結構內部，要么會給結構帶來局部的破壞。與此同時，大量的導線一方面會加大經濟的投入，另外一方面由于導線自身的信號損耗和干擾會給結構檢測帶來不小的誤差。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題在于針對上述現有技術和不足中提供一種可以內置式無線速度傳感器，其結構設計合理，投入成本低，施工方便并且壽命長、效率高、使用效果好，能夠有效解決現有檢測傳感器等不能長期有效穩定的測量結構某一特征值的缺陷和現有傳感器接線問題帶來的影響。
[0004]為了解決上述問題，本發明采用的方案是:一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于:本發明由內置蓄電池、慣性發電機、慣性開關、速度傳感器、無線發射模塊、控制板、防護罩、支撐結構組成;其中慣性發電機、慣性開關、蓄電池、控制板、固定于支撐結構之上，速度傳感器依據其不同功能作用于高墩大跨結構外表面或者內部;速度傳感器依靠焊接技術固定于控制板上；內置蓄電池、慣性發電機、慣性開關、功能傳感器、無線發射模塊、控制板、支撐結構置于防護罩內部。
[0005]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:保護罩為金屬構件，分為上下兩個腔體，兩者之間依靠機械連接組成一個整體，結合處設置有密封膠條防止水分等有害物質侵入。
[0006]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:由于風力、外部荷載、地動力作用結構會發生微小晃動，慣性發電機通過內部振子可以感知結構晃動，并隨著晃動產生電量，供給電路及蓄電池充電。
[0007]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:慣性開關可以隨著結構振動，控制整個系統進行結構性能檢測。
[0008]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:控制板包含主控制器、相關電路、無線模塊、時鐘模塊;依靠控制器，可以進行簡單的數據預處理并將傳感器采集得到的數據通過無線模塊發射給外部接收器;控制器為可編程控制器，內部燒錄預編好的數據采集程序和數據轉換程序。
[0009]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:速度傳感器是系統的重點功能組件，用來測量結構歲外部荷載作用產生的速度變化數據，所采用的傳感器的參數由結構計算后確定，投入使用前必須經過標定，并且將相關的參數輸入控制板內的控制器。
[0010]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:慣性發電機為系統的能源模塊，其主體為偏心系統，當偏心系統隨結構位移產生位置變化系統發電。
[0011 ]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:蓄電池和慣性發電機是整個系統的能源供給單元，其中單個蓄電池能夠支持15-20年的工作壽命，當工作期滿后可以采用備用蓄電池進行替換;慣性電機設計為不低于100年的使用壽命。
[0012]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:無線模塊是實時通信模塊，可以和外部控制系統進行數據傳遞。其中電氣部分集成在主控版上;無線發射天線集成在保護罩上，通過導線和控制板相連。
[0013]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:時鐘控制器可以實時反饋時間信號給主控制器。
[0014]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:慣性電機可以對蓄電池進行充電。
[0015]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:控制器的程序為預先編輯的代碼，通過燒錄的方式燒錄，相關程序包含檢測命令和執行命令，利用控制程序可以完成蓄電池的充放電功能、功能傳感器參數的識別、功能傳感器參數的轉換、無線模塊的激活及數據傳輸功能。
[0016]本發明與現有技術相比有以下優點:
[0017]1.結構簡單、設計合理，且體積小，重量輕，依靠無線技術進行數據傳遞，節省了大量導線的經費；
[0018]2.數據傳輸穩定可靠，無信號干擾現象發生；
[0019]3.由于傳感器的內置，在實際使用時候無需搭架子、接線等繁雜的工程順序，使用過程中人力成本較低；
[0020]4.由于依靠無線可以和電腦直接進行數據傳輸，將大量的數據傳遞和整理的工作直接交給電腦來進行操作，中間過程的信號損失減少，有助于更加準確的判斷結構工作情況；
[0021]綜上所述，本發明具有結構合理，加工制作及安裝方便等好處，實際使用中，操作簡便，信號處理效果好，測量準確、解決了現有問題中的不足。
[0022]下面通過附圖和事例，對本發明的技術方案做一個詳細的描述。
【附圖說明】
[0023]附圖1為本發明結構示意圖。
[0024]附圖1標記說明:
[0025]1-保護罩;2-速度傳感器;3—蓄電池；
[0026]4一慣性發電機;5—控制器;6—慣性開關；
[0027]7—天線;8—無線模塊;9—控制板；
[0028]10—支撐結構。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，本發明包括內置蓄電池3、慣性發電機4、慣性開關6、速度傳感器2、無線模塊8、控制板9、保護罩1、支撐結構10組成;其中內置蓄電池3、慣性發電機4、慣性開關6、速度傳感器2、無線模塊8、控制板9固定于內部支撐結構10之上，無線發射天線7固定于保護罩I上，依靠導線和控制板9相連;控制板9包含控制器5、時鐘模塊、無線模塊8，其他部分依靠導線和控制器相連。使用中，慣性發電機4首先做動，驅動慣性開關6進行通電，內置控制器5執行嵌入程序，判斷各個功能模塊是否工作正常后進行數據采集、轉換和傳輸工作。
[0030]本實施例中，其中支撐結構10固定于保護罩I的下半部，支撐結構10的間隙間安裝蓄電池3，速度傳感器2、慣性發電機4、控制板9依靠螺栓固定于支撐結構10上，控制器5、慣性開關6、無線模塊8依靠SMT制程布設于控制板9上，控制板9內部設計有多層電路，將控制器5和各個功能模塊連接;天線7固定于保護罩上部內側。
[0031 ]本實施例中，系統經過測試功能無誤后，依靠保護罩I進行保護，隨著混凝土的澆筑一起埋置于構建內部。埋置過程中，需要按照設計好的方向進行定位。
[0032]本實施例中，當構件驗收合格交付使用后，伴隨外部荷載激勵，結構會產生一定的位移，此時慣性發電機4開始做動發電。
[0033]本實例中，慣性開關6為工作開關，依靠慣性開關6切換發電機4對蓄電池4的充放，當慣性發電機4開始作動給電路通過點后，慣性開關切換至通路狀態，系統進入自檢狀態，自檢完成后各個功能t吳塊開始工作。
[0034]本實例中，速度傳感器2是本系統的主要功能結構，當系統開始工作后速度傳感器2執行具體功能，并將測量得到的數據以電流的形式反饋給控制器5。
[0035]本實例中，控制器5為系統的核心控制模塊，相關控制程序由系統設計者預先編制好燒錄進控制器，工作中，由控制器主動讀取并執行相關指令。
[0036]本實例中，控制器5獲取速度傳感器2的數據信號后，將具體信號轉換為數字信號后，將數據實時通過無線模塊發送給外部接收器。
[0037]本實例中，無線發射天線7內置于保護罩I內側，通過導線和無線模塊相連，保護罩I為金屬腔形構件，分為上下兩個部分，兩部分交界處，設有密封槽防止水汽滲入，無線模塊8為數據傳送模塊，經由該無線模塊8，將速度傳感器2測量數據傳輸給外部控制器。
[0038]本實例中，支撐結構10是結構的內部支撐，是整個系統的骨架，所有的功能部件都固定于支撐結構之上。
[0039]本實施例中，速度傳感器2于混凝土澆筑前安裝到位，依靠定位裝置進行焊接或者機械錨固，混凝土澆筑過程中，需要預防因為混凝土傾倒和振搗給速度傳感器2帶來損傷。
[0040]以上所述，近視本發明的較佳實施實例，并非對本發明做任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施實例進行任何形式的修改，變更以及等效結構變換，均仍然屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，包括:保護罩(1)、速度傳感器(2)、蓄電池(3)、慣性發電機(4)、控制器(5)、慣性開關(6)、天線(7)、無線模塊(8)、控制板(9)、支撐結構(10);其中支撐結構(10)固定于保護罩(I)的下半部，支撐結構(10)的間隙間安裝蓄電池(3)，速度傳感器(2)、慣性發電機(4)、控制板(9)依靠螺栓固定于支撐結構(10)上，控制器(5)、慣性開關(6)、無線模塊(8)依靠SMT制程布設于控制板(9)上，控制板(9)內部設計有多層電路，將控制器(5)和各個功能模塊連接;天線(7)固定于保護罩上部內偵U，依靠導線和無線模塊直接相連。2.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述保護罩(I)為金屬腔形構件，分為上下兩個部分，兩部分交界處，設有密封槽防止水汽滲入。3.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述慣性發電機(4)結構為偏心系統。4.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述控制器(5)為可編程控制器。5.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述無線模塊(8)為數據傳送模塊，經由該無線模塊(8)，將速度傳感器(2)測量數據傳輸給外部控制器。6.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述慣性開關(6)為工作開關，依靠慣性開關(6)切換發電機(4)對蓄電池(3)的充放電。7.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，速度傳感器(2)于混凝土澆筑前安裝到位，依靠定位裝置進行焊接或者機械錨固，混凝土澆筑過程中，需要預防因為混凝土傾倒和振搗給速度傳感器(2)帶來損傷。
【文檔編號】G01P1/00GK205691603SQ201521125864
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2015年12月31日 公開號201521125864.2, CN 201521125864, CN 205691603 U, CN 205691603U, CN-U-205691603, CN201521125864, CN201521125864.2, CN205691603 U, CN205691603U
【發明人】徐兵, 王圣萍, 沈朔望, 董思慧, 崔思婕
【申請人】鹽城工學院
【專利摘要】本實用新型公開了一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，包括保護罩和置于保護罩內部的慣性發電機、速度傳感器、無線模塊等功能模塊。本實用新型可以實現系統自主供電，利用速度傳感器對結構內部相關功能參數進行測量，并將所測得的數據通過無線模塊傳送給外部接收器；該系統可以跟隨結構位移自主發電，所產生的電量可以供給系統正常工作，并對蓄電池進行充電。本實用新型結構設計合理，加工制作和安裝布設方便，使用操作簡單，所測得的數據真實可靠，并且中間沒有導線對測量數據的影響，可以真實準確的將數據傳遞給終端系統進行數據處理，有效解決了傳統測量方式對于線材的依賴和線材帶來的信號衰減、信號干擾等影響。
【專利說明】
一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器
技術領域
[0001]本發明涉及一種內置速度傳感器，尤其涉及一種用于結構檢測的可以自主供電的內置式無線速度傳感器。
【背景技術】
[0002]現如今，伴隨交通運輸等基礎設施的建設，高墩大跨結構在經濟發展中的作用越來越重要，在役結構的檢測也成為判斷結構性能的一個必不可缺的方法和手段。傳統檢測方法依靠表面粘貼或者局部破損的方式來檢測結構內部狀況;或者依靠預先埋設傳感器后通過大量的導線來傳遞數據信號。這樣的方式要么不能直接接觸到結構內部，要么會給結構帶來局部的破壞。與此同時，大量的導線一方面會加大經濟的投入，另外一方面由于導線自身的信號損耗和干擾會給結構檢測帶來不小的誤差。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題在于針對上述現有技術和不足中提供一種可以內置式無線速度傳感器，其結構設計合理，投入成本低，施工方便并且壽命長、效率高、使用效果好，能夠有效解決現有檢測傳感器等不能長期有效穩定的測量結構某一特征值的缺陷和現有傳感器接線問題帶來的影響。
[0004]為了解決上述問題，本發明采用的方案是:一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于:本發明由內置蓄電池、慣性發電機、慣性開關、速度傳感器、無線發射模塊、控制板、防護罩、支撐結構組成;其中慣性發電機、慣性開關、蓄電池、控制板、固定于支撐結構之上，速度傳感器依據其不同功能作用于高墩大跨結構外表面或者內部;速度傳感器依靠焊接技術固定于控制板上；內置蓄電池、慣性發電機、慣性開關、功能傳感器、無線發射模塊、控制板、支撐結構置于防護罩內部。
[0005]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:保護罩為金屬構件，分為上下兩個腔體，兩者之間依靠機械連接組成一個整體，結合處設置有密封膠條防止水分等有害物質侵入。
[0006]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:由于風力、外部荷載、地動力作用結構會發生微小晃動，慣性發電機通過內部振子可以感知結構晃動，并隨著晃動產生電量，供給電路及蓄電池充電。
[0007]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:慣性開關可以隨著結構振動，控制整個系統進行結構性能檢測。
[0008]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:控制板包含主控制器、相關電路、無線模塊、時鐘模塊;依靠控制器，可以進行簡單的數據預處理并將傳感器采集得到的數據通過無線模塊發射給外部接收器;控制器為可編程控制器，內部燒錄預編好的數據采集程序和數據轉換程序。
[0009]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:速度傳感器是系統的重點功能組件，用來測量結構歲外部荷載作用產生的速度變化數據，所采用的傳感器的參數由結構計算后確定，投入使用前必須經過標定，并且將相關的參數輸入控制板內的控制器。
[0010]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:慣性發電機為系統的能源模塊，其主體為偏心系統，當偏心系統隨結構位移產生位置變化系統發電。
[0011 ]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:蓄電池和慣性發電機是整個系統的能源供給單元，其中單個蓄電池能夠支持15-20年的工作壽命，當工作期滿后可以采用備用蓄電池進行替換;慣性電機設計為不低于100年的使用壽命。
[0012]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:無線模塊是實時通信模塊，可以和外部控制系統進行數據傳遞。其中電氣部分集成在主控版上;無線發射天線集成在保護罩上，通過導線和控制板相連。
[0013]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:時鐘控制器可以實時反饋時間信號給主控制器。
[0014]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:慣性電機可以對蓄電池進行充電。
[0015]上述一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征是:控制器的程序為預先編輯的代碼，通過燒錄的方式燒錄，相關程序包含檢測命令和執行命令，利用控制程序可以完成蓄電池的充放電功能、功能傳感器參數的識別、功能傳感器參數的轉換、無線模塊的激活及數據傳輸功能。
[0016]本發明與現有技術相比有以下優點:
[0017]1.結構簡單、設計合理，且體積小，重量輕，依靠無線技術進行數據傳遞，節省了大量導線的經費；
[0018]2.數據傳輸穩定可靠，無信號干擾現象發生；
[0019]3.由于傳感器的內置，在實際使用時候無需搭架子、接線等繁雜的工程順序，使用過程中人力成本較低；
[0020]4.由于依靠無線可以和電腦直接進行數據傳輸，將大量的數據傳遞和整理的工作直接交給電腦來進行操作，中間過程的信號損失減少，有助于更加準確的判斷結構工作情況；
[0021]綜上所述，本發明具有結構合理，加工制作及安裝方便等好處，實際使用中，操作簡便，信號處理效果好，測量準確、解決了現有問題中的不足。
[0022]下面通過附圖和事例，對本發明的技術方案做一個詳細的描述。
【附圖說明】
[0023]附圖1為本發明結構示意圖。
[0024]附圖1標記說明:
[0025]1-保護罩;2-速度傳感器;3—蓄電池；
[0026]4一慣性發電機;5—控制器;6—慣性開關；
[0027]7—天線;8—無線模塊;9—控制板；
[0028]10—支撐結構。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，本發明包括內置蓄電池3、慣性發電機4、慣性開關6、速度傳感器2、無線模塊8、控制板9、保護罩1、支撐結構10組成;其中內置蓄電池3、慣性發電機4、慣性開關6、速度傳感器2、無線模塊8、控制板9固定于內部支撐結構10之上，無線發射天線7固定于保護罩I上，依靠導線和控制板9相連;控制板9包含控制器5、時鐘模塊、無線模塊8，其他部分依靠導線和控制器相連。使用中，慣性發電機4首先做動，驅動慣性開關6進行通電，內置控制器5執行嵌入程序，判斷各個功能模塊是否工作正常后進行數據采集、轉換和傳輸工作。
[0030]本實施例中，其中支撐結構10固定于保護罩I的下半部，支撐結構10的間隙間安裝蓄電池3，速度傳感器2、慣性發電機4、控制板9依靠螺栓固定于支撐結構10上，控制器5、慣性開關6、無線模塊8依靠SMT制程布設于控制板9上，控制板9內部設計有多層電路，將控制器5和各個功能模塊連接;天線7固定于保護罩上部內側。
[0031 ]本實施例中，系統經過測試功能無誤后，依靠保護罩I進行保護，隨著混凝土的澆筑一起埋置于構建內部。埋置過程中，需要按照設計好的方向進行定位。
[0032]本實施例中，當構件驗收合格交付使用后，伴隨外部荷載激勵，結構會產生一定的位移，此時慣性發電機4開始做動發電。
[0033]本實例中，慣性開關6為工作開關，依靠慣性開關6切換發電機4對蓄電池4的充放，當慣性發電機4開始作動給電路通過點后，慣性開關切換至通路狀態，系統進入自檢狀態，自檢完成后各個功能t吳塊開始工作。
[0034]本實例中，速度傳感器2是本系統的主要功能結構，當系統開始工作后速度傳感器2執行具體功能，并將測量得到的數據以電流的形式反饋給控制器5。
[0035]本實例中，控制器5為系統的核心控制模塊，相關控制程序由系統設計者預先編制好燒錄進控制器，工作中，由控制器主動讀取并執行相關指令。
[0036]本實例中，控制器5獲取速度傳感器2的數據信號后，將具體信號轉換為數字信號后，將數據實時通過無線模塊發送給外部接收器。
[0037]本實例中，無線發射天線7內置于保護罩I內側，通過導線和無線模塊相連，保護罩I為金屬腔形構件，分為上下兩個部分，兩部分交界處，設有密封槽防止水汽滲入，無線模塊8為數據傳送模塊，經由該無線模塊8，將速度傳感器2測量數據傳輸給外部控制器。
[0038]本實例中，支撐結構10是結構的內部支撐，是整個系統的骨架，所有的功能部件都固定于支撐結構之上。
[0039]本實施例中，速度傳感器2于混凝土澆筑前安裝到位，依靠定位裝置進行焊接或者機械錨固，混凝土澆筑過程中，需要預防因為混凝土傾倒和振搗給速度傳感器2帶來損傷。
[0040]以上所述，近視本發明的較佳實施實例，并非對本發明做任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施實例進行任何形式的修改，變更以及等效結構變換，均仍然屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，包括:保護罩(1)、速度傳感器(2)、蓄電池(3)、慣性發電機(4)、控制器(5)、慣性開關(6)、天線(7)、無線模塊(8)、控制板(9)、支撐結構(10);其中支撐結構(10)固定于保護罩(I)的下半部，支撐結構(10)的間隙間安裝蓄電池(3)，速度傳感器(2)、慣性發電機(4)、控制板(9)依靠螺栓固定于支撐結構(10)上，控制器(5)、慣性開關(6)、無線模塊(8)依靠SMT制程布設于控制板(9)上，控制板(9)內部設計有多層電路，將控制器(5)和各個功能模塊連接;天線(7)固定于保護罩上部內偵U，依靠導線和無線模塊直接相連。2.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述保護罩(I)為金屬腔形構件，分為上下兩個部分，兩部分交界處，設有密封槽防止水汽滲入。3.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述慣性發電機(4)結構為偏心系統。4.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述控制器(5)為可編程控制器。5.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述無線模塊(8)為數據傳送模塊，經由該無線模塊(8)，將速度傳感器(2)測量數據傳輸給外部控制器。6.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，所述慣性開關(6)為工作開關，依靠慣性開關(6)切換發電機(4)對蓄電池(3)的充放電。7.根據權利要求1所述的一種檢測用自供電內置式無線速度傳感器，其特征在于，速度傳感器(2)于混凝土澆筑前安裝到位，依靠定位裝置進行焊接或者機械錨固，混凝土澆筑過程中，需要預防因為混凝土傾倒和振搗給速度傳感器(2)帶來損傷。
【文檔編號】G01P1/00GK205691603SQ201521125864
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2015年12月31日 公開號201521125864.2, CN 201521125864, CN 205691603 U, CN 205691603U, CN-U-205691603, CN201521125864, CN201521125864.2, CN205691603 U, CN205691603U
【發明人】徐兵, 王圣萍, 沈朔望, 董思慧, 崔思婕
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