[实用新型]应用于土木工程结构安全检测的多通道振弦采集仪

说明书

一、所属领域

本实用新型涉及到土木工程结构检测和监测领域，即用于对重大土木工程结构进行检测和监测时，用于自动采集信号，对各个传感器进行统一控制。

二、背景技术

传统的重大土木工程结构安全检测/监测中，采集仪还只能手动地控制传感器采集数据，需要技术人员实时记录采集数据，在一些需要特殊时间段采集数据的项目中，给技术人员带来了很多麻烦和不便，在很多环境恶劣的安全监测工程中，本产品也能发挥重大作用。

本产品适合长期的安全监测，对重大工程的重要部分可以有持续的数据采集能力，全程监控工程完成质量，实时得到工程数据。

三、发明内容

本实用新型用于自动采集信号，前端可接各类单线圈振弦式传感器，该模块通讯接口采用通用标准RS232/485，数据接口处设有防雷保护模块，保证了非电源线引发的瞬间过流疏通。可用于水工建筑物、高边坡、道路、桥梁、隧道等使用环境恶劣的安全监测工程，本实用新型结构由模拟前端信号调理模块，通道选择模块，MCU中央控制模块，RS485通讯模块，存储模块，供电模块和时钟模块组成。如附图所示，本实用新型通过模拟前端，信号调理模块处理接收到的传感器数据，再通过通道选择模块选择通道和主MCU中央控制模块一一连通，最后通过RS485通讯模块与PC机进行实时通信控制MCU中央控制模块，期间由供电模块，时钟模块和存储模块配合实现数据采集功能。

下面为各组成部分的工作参数：

(1)模拟前端信号调理

电路为二阶低通滤波电路有效频率为50-3500Hz。电路功能有弦式传感器的内阻判断、激励电压的电压控制、有效波形信号的放大、滤波。

(2)通道选择开关电路

通过光耦继电器的译码，实现各路多通道的前端模拟和MCU主控制器的一一连通。

(3)MCU控制芯片及FFT频率运算

MCU单片机对传感器通道的选择、数据命令的响应、实时时钟控制、存储模块的文件系统实现、供电控制。主要实现FFT频谱分析算法。

(4)RS485工业数据传输

RS485通讯质量稳定，不容易受到外界干扰。

(5)供电控制

为系统提供稳定的5V和3.3V电源。

(6)实时时钟部分

实时时钟模块，为系统提供精确的时钟。

(7)存储模块

使用多个EEPROM，可存储大里大里数据。实现微文件系统，实现数据插入，数据删除，数据查找。

四、附图说明

下面结合附图对专利实施和技术做进一步说明：

图1多通道振弦采集仪结构图

五、具体实施方式

如附图所示结构图，本实用新型通过模拟前端，信号调理模块处理接收到的传感器数据，再通过通道选择模块选择通道和主MCU中央控制模块一一连通，最后通过RS485通讯模块与PC机进行实时通信控制MCU中央控制模块，期间由供电模块，时钟模块和存储模块配合实现功能。