[实用新型]旋转机械多点无线应力采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线应力采集装置，特别是一种旋转机械的多点无线应力采集装置，适用于对多处应力信号的实时同步采集，不同信号可有不同的采样频率，并可根据应力信号变化率调整其采样频率。

背景技术

目前，普通的旋转机械应力采集系统多使用单个无线应力传感器节点，安装于轴上需采集应力处，与应变片相连，并通过无线信号将应力值传送到接收点，接收点与工控机相连。这种单点采集系统难以适用于多轴、多组件复杂系统中多处应力信号的同步采集；且其所使用无线频段多为低频段，易受现场环境中的电磁干扰，影响数据传输的可靠性和旋转机械应力采集的效果。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种可实时同步采集多处应力信号、抗干扰能力强、功耗低、稳定性强，维护方便的多点无线应力采集装置。

技术方案：本实用新型的旋转机械多点无线应力采集装置包括若干无线应力传感器节点和一个无线接入点，无线应力传感器节点固定在旋转机械轴系上若干需采集应力信号处，无线接入点通过USB接口连接工控机，无线应力传感器节点和无线接入点均采用2.4GHz无线收发芯片，该芯片采用IEEE 802.15.4物理层协议和权利要求2中所述的动态时分多址媒体接入协议。

所述的无线应力传感器节点由应变桥路模块、信号调理电路、MCU控制器、基于IEEE 802.15.4物理层协议的2.4GHz无线收发芯片、PCB天线、时钟芯片与电源模块构成，应变桥路模块连接信号调理电路，MCU控制器和信号调理电路、无线收发芯片连接，无线收发芯片输出端与PCB天线连接，时钟芯片与MCU控制器连接，电源模块与信号调理电路、MCU控制器、无线收发芯片和时钟芯片连接。

所述的无线接入点由MCU控制器、基于IEEE 802.15.4物理层协议的2.4GHz无线收发芯片、PCB天线、USB接口电路、时钟芯片与电源模块构成，MCU控制器与无线收发芯片和USB接口电路连接，无线收发芯片输出端与PCB天线连接，时钟芯片与MCU控制器连接，电源模块与MCU控制器、无线收发芯片和时钟芯片连接。

有益效果：本实用新型基于星型拓扑结构设计的动态时分多址协议，实现针对旋转机械应力信号的多点实时同步采集；无线接入点可根据所采集到的信号，自动调整传感器节点的采样频率，不同信号可有不同的采样频率，保证采样效果的同时，降低了功耗；本发明基于IEEE 802.15.4物理层协议的无线技术，采用2.4GHz无线频段，开发了无线传感器节点和无线接入点，抗干扰能力强，传输距离适中，功耗低；本发明装置结构简单，稳定性强，可靠性高，安装、维护方便，成本低，灵敏度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图；

图2是本实用新型的多点无线应力采集方法流程示意图；

图3是本实用新型的无线应力传感器节点结构原理图；

图4是本实用新型的无线接入点的结构原理图。

具体实施方式

本实用新型的多点无线应力采集装置由若干无线应力传感器节点、一个无线接入点和工控机构成，其中传感器节点安装于旋转机械轴系上若干应力信号采集处，接入点通过USB连接工控机。无线传感器节点与无线接入点组成星型网络进行数据传输，网络基于IEEE 802.15.4物理层协议构建，采用2.4GHz无线收发芯片和动态时分多址媒体接入协议，无线传感器节点采集的应力信号最终通过无线接入点传送到工控机。

所述的无线应力传感器节点由应变桥路模块、信号调理电路、MCU控制器、基于IEEE 802.15.4物理层协议的2.4GHz无线收发芯片、PCB天线、时钟芯片与电源模块构成，应变桥路模块连接信号调理电路，MCU控制器与信号调理电路、无线收发芯片连接，无线收发芯片输出端与PCB天线连接，时钟芯片与MCU控制器连接，电源模块与信号调理电路、MCU控制器、无线收发芯片和时钟芯片连接。

所述的无线接入点由MCU控制器、基于IEEE 802.15.4物理层的2.4GHz无线收发芯片、PCB天线、USB接口电路、时钟芯片与电源模块构成，MCU控制器与无线收发芯片和USB接口电路连接，无线收发芯片输出端与PCB天线连接，时钟芯片与MCU控制器连接，电源模块与MCU控制器、无线收发芯片和时钟芯片连接。

旋转机械多点无线应力采集的方法是：由传感器节点采集应力信号，传感器节点与接入点之间通过2.4GHz无线通讯通道连接，构成星型网络拓扑结构，其中接入点为主节点；传感器节点与接入点之间的数据传输遵循如下动态时分多址媒体接入协议：