[发明专利]一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置

权利要求书

1.一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，包括传感组件和给所述的传感组件供电的电源装置，其特征在于所述的传感组件包括传感器、滤波放大电路、信号处理电路和无线通讯电路，所述的电源装置包括蓄电池、电源接口电路、转化光能为电能的太阳能光伏电池和转化机械能为电能的压电振子，所述的电源接口电路包括压电供能电路和充放电管理电路，所述的太阳能光伏电池通过所述的充放电管理电路与所述的蓄电池连接，所述的压电振子通过所述的压电供能电路与所述的蓄电池连接，所述的蓄电池分别与所述的传感器、所述的滤波放大电路、所述的信号处理电路和所述的无线通讯电路连接。

2.如权利要求1所述的一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，其特征在于所述的压电振子包括一个质量块和至少一个压电组件，所述的压电组件包括固定块和基片，所述的基片上设置有压电片。

3.如权利要求2所述的一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，其特征在于所述的基片沿轴向的宽度相等。

4.如权利要求2所述的一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，其特征在于所述的基片沿轴向的宽度呈棱形变化。

5.如权利要求2所述的一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，其特征在于所述的压电片的材料为PZT压电陶瓷，所述的基片的材料为铍青铜。

6.如权利要求1所述的一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，其特征在于所述的充放电管理电路包括第一保险丝、第二保险丝、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一三极管、第一稳压二极管、第一发光二极管、第一电位器和型号为BQ2057的太阳能充电控制芯片，所述的太阳能光伏电池的一端接地，所述的太阳能光伏电池的另一端通过所述的第一保险丝后第一路经过所述的第一电容与地连接，第二路同时与所述的太阳能充电控制芯片的第三端和第八端连接，第三路经过所述的第一电阻后与所述的第一三极管的发射极和所述的太阳能充电控制芯片的第一端连接，所述的第一三极管的基极通过所述的第二电阻与所述的太阳能充电控制芯片的第七端连接，所述的太阳能充电控制芯片的第六端接地，所述的第一三极管的集电极与所述的第一稳压二极管的负极连接，所述的第一稳压二极管的正极第一路通过所述的第二保险丝与所述的蓄电池的正极连接，第二路与所述的太阳能充电控制芯片的第二端连接，第三路通过所述的第二电容接地，所述的太阳能充电控制芯片的第五端通过所述的第一发光二极管和所述的第三电阻接地，所述的太阳能充电控制芯片的第四端第一路通过所述的电位器与所述的蓄电池的负极并接于地，第二路通过所述的第五电阻接地，所述的第四电阻跨接在所述的太阳能充电控制芯片的第八端和第四端之间。

7.如权利要求1所述的一种用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置，其特征在于所述的压电供能电路包括桥式整流电路及第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第二三极管、第二稳压二极管、第一场效应管和型号为MAX666的第一集成电路芯片，所述的压电振子的两端与所述的桥式整流电路的第1端和第3端连接，所述的桥式整流电路的第2端分别与所述的第六电阻的一端、所述的第九电阻的一端、所述的第三电容的一端、所述的第四电容的一端及所述的第一集成电路芯片的第8端连接，所述的第三电容的另一端分别与所述的第七电阻的一端、所述的第二稳压管的负端、所述的桥式整流电路的第4端及所述的场效应管的源极连接，所述的第六电阻的另一端分别与所述的第五电容的一端及所述的第二三极管的发射极连接，所述的第七电阻的另一端分别与所述的第二三极管的集电极及所述的第一场效应管的栅极连接，所述的第二三极管的基极分别与第八电阻的一端及所述的第二稳压管的正端连接，所述的第五电容的另一端分别与所述的第一集成电路芯片的第7端及所述的第十二电阻的一端连接，所述的第十二电阻的另一端分别与所述的第一集成电路芯片的第1～2端、所述的第十电阻的一端及所述的第六电容的一端并接于所述的蓄电池的正极，所述的第十电阻的另一端分别与所述的第一集成电路芯片的第3端及所述的第十一电阻的一端连接，所述的第八电阻的另一端、所述的第九电阻的另一端、所述的第四电容的另一端、所述的第一集成电路芯片的第4～6端、所述的第十一电阻的另一端及所述的第六电容的另一端并接于地。