基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統，包括擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和安裝有采集分析軟件的中央控制設備；所述的擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和中央控制設備依次通過電纜連接；所述擴展模塊上連接有若干個振弦式傳感器，所述多路模塊上連接有若干個擴展模塊，所述測量控制模塊上連接有若干個多路模塊，所述中央控制設備上連接有若干個測量控制模塊，所述振弦式傳感器、擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊均設有電源接口并與單節鋰電池電源相連。本發明采用單節鋰電池供電，使系統的本體噪聲與功耗降至最低，極大的提高了系統信噪比，增強了對微弱信號的拾取能力。
【專利說明】 基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種傳感器采集系統，具體涉及一種用于工程結構安全監測的便攜式振弦數據采集系統。
【背景技術】
[0002]合理結構和承載設計是工程結構安全的最基本保證，尤其對于大型橋梁、隧道、水壩等來說，由于其結構復雜，各種外在條件和施工質量的影響等等，致使人們對很多未知因素都不能準確預測和提早防御，在這種情況下，只有借助先進的自動化監測系統來全面提高的結構的安全狀況的預警能力。
[0003]長期以來，人們對于危害結構安全的多種參數的檢測一直以人工檢測方法為主。且一般是定期進行檢測，甚至是在出現重大安全情況時再進行檢測，導致很多工程結構的安全隱患不能及時發現，對人民群眾的生命財產安全造成了重大的威脅。因此，這種傳統的檢測方法已經不適于時代的發展需求。
[0004]振弦式傳感器屬于頻率型傳感器，其結構簡單、堅固耐用、抗干擾能力強、輸出為頻率信號、便于與微機接口，具有一般諧振式傳感器的優點，廣泛應用于水利、水電、鐵道、交通、礦山、石油、土木建筑物及地基內結構中。
[0005]利用振弦式傳感器測量物理量是基于其鋼弦振動頻率隨鋼絲張力變化，輸出的是頻率信號，具有抗干擾能力強，對電纜要求低，有利于傳輸和遠程測量的特點。因此，可獲得非常理想的測量效果。
[0006]目前，便攜式振弦采集儀設備都采用內部將單電源通過DCDC轉換為雙電源供電，再進行DCDC轉換的同時，增加了系統的本地噪聲，對幅值較小的振弦信號不利于采集。
【發明內容】
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供了一種本體噪聲低、可提高系統信噪比，從而可增強微弱信號拾取能力的基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統。
[0008]為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是:
[0009]基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統，包括擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和安裝有采集分析軟件的中央控制設備；所述的擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和中央控制設備依次通過電纜連接；所述擴展模塊上連接有若干個振弦式傳感器，所述多路模塊上連接有若干個擴展模塊，所述測量控制模塊上連接有若干個多路模塊，所述中央控制設備上連接有若干個測量控制模塊，所述振弦式傳感器、擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊均設有電源接口并與單節鋰電池電源相連。
[0010]上述中央控制設備為微電腦模塊或終端電腦。
[0011]上述振弦式傳感器為二芯屏蔽線振弦式傳感器或四芯屏蔽線振弦式傳感器。
[0012]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0013]1、本發明采用單節鋰電池供電，內部無需采用Drac轉換器將電源轉換為雙極性電源，采用能夠單電源供電的運算放大器，使系統的本體噪聲與功耗降至最低，極大的提高了系統信噪比，增強了對微弱信號的拾取能力。
[0014]2、本發明采用模塊化結構設計，系統中各傳感器相對獨立，模塊與模塊間連接通過的通訊接口。各模塊負載均衡、處理速度快、運行效率高，可在各種惡劣條件下工作。
[0015]3、本發明適用于對工程結構關鍵部位進行全自動實時采集、處理、分析；可以通過采集分析軟件進行安全狀況評估，并可提供實時監測數據、預警情況和評估報告。
【具體實施方式】
[0016]一種基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統，包括擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和安裝有采集分析軟件的中央控制設備；所述的擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和中央控制設備依次通過電纜連接；所述擴展模塊上連接有若干個振弦式傳感器，所述多路模塊上連接有若干個擴展模塊，所述測量控制模塊上連接有若干個多路模塊，所述中央控制設備上連接有若干個測量控制模塊，所述振弦式傳感器、擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊均設有電源接口并與單節鋰電池電源相連。上述中央控制設備為微電腦模塊或終端電腦。上述振弦式傳感器為二芯屏蔽線振弦式傳感器或四芯屏蔽線振弦式傳感器。
[0017]本發明在數據鏈路的最前端采用全差分輸入方式，可將外部共模噪聲極大的抑制，再通過一個階的抗混疊濾波器，可將高頻部分的噪聲抑制，ADC采用16位，系統信噪比達到90DB左右，經過實際測試，系統的本體噪聲密度頻譜為2.5uV/Hz (1/2)，幅度譜最大值10uV，只要信號幅值大于幅度譜最大值10倍，也就是0.1mV,就能將信號很容易的拾取出來，而實際中，微弱的振弦信號幅值也在0.1mV之上，從而解決了采集微弱振弦信號的問題。
【權利要求】
1.基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統，包括擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和安裝有采集分析軟件的中央控制設備；所述的擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊和中央控制設備依次通過電纜連接；所述擴展模塊上連接有若干個振弦式傳感器，所述多路模塊上連接有若干個擴展模塊，所述測量控制模塊上連接有若干個多路模塊，所述中央控制設備上連接有若干個測量控制模塊，其特征在于:所述振弦式傳感器、擴展模塊、多路模塊、測量控制模塊均設有電源接口并與單節鋰電池電源相連。
2.根據權利要求1所述的基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統，其特征在于:所述中央控制設備為微電腦模塊或終端電腦。
3.根據權利要求1所述的基于單節鋰電池供電的便攜式振弦數據采集系統，其特征在于:所述振弦式傳感器為二芯屏蔽線振弦式傳感器或四芯屏蔽線振弦式傳感器。
【文檔編號】G05B19/04GK103823390SQ201310028622
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年1月25日 優先權日:2013年1月25日
【發明者】劉文峰, 王輔宋, 楊松遠, 金銘, 徐航, 李松, 劉練文, 唐國華 申請人:江西飛尚科技有限公司