[实用新型]远程振弦式传感器微功耗测读系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种远程振弦式传感器微功耗测读系统。

背景技术

振弦式传感器是频率型传感器，它利用振弦的振动频率随其所受外力的改变而改变的特性，通过测量振弦的振动频率从而经换算得到相应的被测参数，可用来测量应变、位移、角度等多种工程量，因为该种传感器具有长期的稳定性、可靠性、耐久性、抗干扰能力强，接口简单以及便于自动化测量等优点，所以广泛应用于桥梁、建筑、矿厂、堤坝等工作环境恶劣而技术要求又很高的安全检测地点。

现有的振弦式传感器采集系统相关技术主要情况如下：

(1)振弦式传感器有线采集系统。目前广泛应用于工程项目的振弦式传感器采集系统主要是有线采集系统，其工作方法是在项目的现场设置一个或多个微型控制单元(MCU)，通过电缆将现场的振弦式传感器连接至MCU，再通过电缆传输至数据中心，该技术相对比较成熟，但是由于需要连接大量电缆，增加了安装工作量和成本；同时，由于电缆的存在，也加大了系统正常工作的维护成本。

(2)振弦式传感器无线采集系统。目前在安全监测的项目中使用的振弦式传感器无线采集系统，其主要工作方式还是采用点对点的无线工作方式，即还是将现场的传感器通过电缆与现场的MCU相连接，再通过电台、GPRS或CDMA等无线传输方式将数据传输至数据中心，这种工作方式与有线采集系统大同小异，依然需要在施工现场使用大量电缆，其缺点与有线振弦式传感器采集系统基本相同，同时此系统一般采用市电供电，能耗也比较明显。

(3)采用无线传感器网络技术组建的无线振弦式传感器采集系统。目前还未见此类系统实际应用在工程实践中，仅有提出将此类技术应用于振弦式应变采集系统的概念，即使如此，资料表明此系统并未解决安全监测项目在施工期对施工对象的监测问题，由于无线传感器网络中节点通信距离有限，一般在几百米范围内，各节点虽然能与它的邻居进行多跳路由，由于在施工期中传感器的埋设工作是随着施工进度分段、分期、分批进行的，因此在工程施工期内，无线传感器网络的前端节点很难进行组网，也就无法通过无线传感器网络进行数据采集，这种无线振弦式传感器采集系统还是无法解决施工期对监测数据的实时监测要求。

总之，以上三种系统，除了各自自身存在的缺陷外，还都存在一个共同的问题，即：由于在工程施工期内监测项目是分段、分期、分批逐步开展的，这些系统都无法解决施工期对监测数据的实时要求，在施工期中，监测数据基本都只能靠测量人员每天多次去施工现场将读数仪与传感器连接后读取，由于施工现场较为复杂，传感器埋设的位置各不相同，因此，测量人员工作量极大，也存在一定风险。

实用新型内容

本实用新型提供一种远程振弦式传感器微功耗测读系统，解决了传统有线测量系统和其他类无线测量系统无法满足施工期内实时对监测数据进行自动化采集的要求，完整的实现了工程项目在施工期和使用期对施工对象进行数据监测的需要，而且安装灵活，移动方便、能耗低。

一种远程振弦式传感器微功耗测读系统，包括前端采集器、中继器、集中器、手持式采集器、远程通信模块和数据计算机，

所述前端采集器，与振弦式传感器有线连接，用于采集振弦式传感器的频率参数；

所述数据计算机，用于向前端采集器发出采集命令，并接收来自前端采集器采集的振弦式传感器的频率参数；

所述集中器，设置在所述前端采集器和所述数据计算机之间，所述集中器与前端采集器无线连接，所述集中器与数据计算机分别通过远程通信模块实现通信连接；

所述中继器，设于前端采集器与所述集中器之间，且分别与前端采集器与所述集中器无线连接；

所述手持式采集器与前端采集器和集中器分别通过无线传输的方式连接，所述手持式采集器用于在现场唤醒前端采集器并获取前端采集器采集的频率参数，并可通过USB接口与数据计算机连接，将获取的频率参数导入数据计算机。

如上所述的远程振弦式传感器微功耗测读系统，所述前端采集器包括电源模块、无线模块、处理模块及采集模块，电源模块分别与无线模块、处理模块及采集模块连接，用于给各个连接的模块供电。

如上所述的远程振弦式传感器微功耗测读系统，所述采集模块包括温度采集电路和频率采集电路，所述频率采集电路包括频率激振电路、通道切换电路、放大电路、滤波电路及整形电路，处理模块与温度采集电路、频率激振电路、整形电路连接，整形电路、滤波电路及放大电路依次连接，温度采集电路、频率激振电路和放大电路与通道切换电路连接。

本实用新型通过创新设计，创造性的将抄表测读的概念引入到振弦式传感器采集系统，解决了现有振弦式传感器采集系统在施工期及使用期中存在的问题。