[实用新型]基于螺旋天线的无源无线位移传感器

说明书

本实用新型属于建筑结构监测技术领域，具体涉及一种基于螺旋天线的无源无线位移传感器，采用无线射频识别技术实现无源无线的位移测量。该位移传感器包括硅棒、接触头、回弹装置、螺旋天线、支护管、RFID芯片；支护管为空心薄管，螺旋天线套设在支护管外；RFID芯片位于螺旋天线上端，并与螺旋天线串联；RFID芯片中存储有基于螺旋天线的无源无线位移传感器的识别信息；硅棒可上下移动地置于支护管中，回弹装置包括回弹弹簧和回弹套筒，回弹套筒置于硅棒的上方并与之接触，回弹弹簧位于回弹套筒上方并与支护管内壁连接，同时回弹弹簧外壁设置有滑槽，回弹弹簧通过滑槽与回弹套筒滑动连接，硅棒的下端与接触头的上端刚性连接。

技术领域

本实用新型属于建筑结构监测技术领域，具体涉及一种基于螺旋天线的无源无线位移传感器。

背景技术

建筑、桥梁等重要工程结构在使用荷载和环境作用下随着时间的推移，性能逐渐退化，为了准确评估结构的恶化，在过去的几十年中大量的结构健康监测研究得到了发展。作为结构健康监测系统关键部分的传感器，可检测如应变、裂缝、位移和加速度等各参数，这些参数为结构性能的评估提供了可靠的依据。另外，在工程专业的科研中，结构静力试验和材料性能试验占据了一个很重要的地位。在静力试验和材料性能试验中，往往都需要对试验结构进行挠度测量和固定方向的位移测量，以此来评估结构的刚度、强度、舒适度和稳定性等。

目前，在结构变形监测领域中，运用比较广泛的位移传感器仍是传统的位移传感器，如拉线式位移传感器和拉杆式位移传感器。传统的拉线式和拉杆式的位移传感器具有分辨率高、稳定性较好、测量损耗较低、测量精度满足结构监测行业测量要求等优点，但相对的，一方面，对于大型户外结构监测项目，如悬挑结构、高耸结构等，传统位移传感器往往安装较为困难、甚至无法安装；另一方面，对于复杂的结构静力试验监测，传统位移传感器和应变计往往延伸出错综复杂的引线并以此提供能量和传输数据，一方面增大了试验的工作量，一方面也增大了出错几率，且给试验前排障带来了困难。

针对以上传统传感器的改良中，比较有代表性的是激光位移传感器和摄影测量，前者可以实现对位移的非接触式测量，后者则可以实现对距离的非接触式测量和全局测量。但是，一方面，新式传感器的造价相对较为昂贵，且稳定性、精确度等均存在一定问题；另一方面，新式传感器仍旧没有实现无源无线测量，在复杂的静力结构监测中仍会有一定的不便。

发明内容

本实用新型的目的在于，为解决传统传感器有线提供能量和传输信息的问题，提出了一种基于螺旋天线的无源无线位移传感器，用于实现结构位移的无源无线检测。

为了实现上述目标，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于螺旋天线的无源无线位移传感器，包括组件一和组件二，所述组件一包括硅棒、接触头、回弹装置，所述组件二包括螺旋天线、支护管、RFID芯片；

所述支护管为空心薄管，所述螺旋天线套设在支护管外；所述RFID芯片位于所述螺旋天线上端，并与所述螺旋天线串联；同时所述螺旋天线的上端还安装有上部平台，所述RFID芯片和所述支护管均与所述上部平台刚性连接；所述RFID芯片中存储有所述基于螺旋天线的无源无线位移传感器的识别信息；

所述硅棒可上下移动地置于所述支护管中，所述回弹装置包括回弹弹簧和回弹套筒，所述回弹套筒置于所述硅棒的上方并与之接触，所述回弹弹簧位于所述回弹套筒上方并与所述支护管内壁连接，同时所述回弹弹簧外壁设置有滑槽，所述回弹弹簧通过所述滑槽与所述回弹套筒滑动连接，所述硅棒的下端与所述接触头的上端刚性连接。

在本实用新型中，硅棒作为变化单元置于套设有螺旋天线的支护管中，可以在套设有螺旋天线的支护管内部上下移动。

在本实用新型中，回弹装置和接触头采用介电常数接近的材料。

进一步，螺旋天线和回弹弹簧材料为黄铜，硅棒材料为硅，接触头材料为塑料，回弹套筒材料为介电常数较低的塑料。