[发明专利]一种闸门无线应变监测系统

说明书

本发明公开了一种闸门无线应变监测系统。该系统包括：应变片以及与应变片电连接的信号处理装置；应变片粘贴于闸门的预设位置，且外部包覆有防水层，用于监测闸门预设位置的应变；信号处理装置包括防水外壳、设置在防水外壳中的电路结构以及电源模块，电路结构包括用于与应变片连接成电桥结构的电阻、信号调理电路、微控制器、电源控制电路和无线通信模块，电桥输出的信号经信号调理电路后传输至微控制器，微控制器的通信端口与无线通信模块电连接，电源控制电路用于在微控制器接收到信号调理电路输出的信号时控制电源模块向无线通信模块供电，以将微控制器接收到的应变信号传输至远程监控设备。本发明具有防水性能以及能够进行长时间的监测。

技术领域

本发明涉及水利水电枢纽建筑物中闸门的监测，特别是涉及一种闸门无线应变监测系统。

背景技术

水工钢闸门是水利水电枢纽建筑物的重要金属结构组成部分之一，其运行状况直接影响到工程的功能发挥和运行安全性，因闸门日常管理和维护不当导致整个枢纽工程出事故的案例屡见不鲜，因此闸门的运行安全问题显得尤为重要。

水工钢闸门主要作用是挡水和泄洪，由于挡水水头变化产生的静应力、泄洪过程中产生的动应力和其他复杂荷载产生的应变情况是安全运行非常重要的参数，当应变值达到或超过到闸门采用材料的许用应变值时，闸门发生事故的概率激增。

采用电阻应变片电测法进行应力应变测量是对工程结构设计、制造、装配的可靠性和安全性进行测试、分析和评价的常用手段，广泛应用在航空、机械、车辆、土木等工程领域。

应变片电测法是用电阻应变计测量结构的表面应变，在根据应变-应力关系确定构件表面应力状况的一种应力分析方法。测量时，将电阻应变片粘贴在零件被测点的表面。当零件在载荷作用下产生应变时，电阻应变计发生相应的电阻变化，用应变仪测出这个变化，即可以计算被测点的应变和应力。

现有技术中，闸门应变测量装置的检测过程很难符合闸门的实际运行工况，不仅防水性能差，而且只能用于短时间的测量，不能实现长期监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对闸门应变进行长时间监测的防水监测系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种闸门无线应变监测系统，包括：应变片以及与所述应变片电连接的信号处理装置；

所述应变片，粘贴于闸门的预设位置，且外部包覆有防水层，用于监测闸门预设位置的应变；

所述信号处理装置，包括防水外壳、设置在防水外壳中的电路结构以及为电路结构供电的电源模块，所述电路结构包括用于与所述应变片连接成电桥结构的电阻、信号调理电路、微控制器、电源控制电路和无线通信模块，所述信号调理电路的输入端与所述电桥结构的输出端电连接，所述微控制器的输入端与所述信号调理电路的输出端电连接，所述微控制器的通信端口与所述无线通信模块电连接，所述无线通信模块用于将所述微控制器接收到的应变信号传输至远程监控设备，所述电源控制电路用于在微控制器接收到信号调理电路输出的信号时控制所述电源模块向所述无线通信模块供电。

可选的，所述无线通信模块为ZigBee无线通信模块。

可选的，采用LDO稳压器对所述电源模块的输出电压进行稳压。

可选的，所述预设位置为经对闸门结构有限元分析得到的应力大于设定阈值的位置。

可选的，所述防水层为707胶水涂层。

可选的，所述应变片与所述信号处理装置通过导线电连接，所述导线与所述应变片以及所述信号处理装置的连接为防水连接。

可选的，所述导线通过航插与所述应变片以及所述信号处理装置防水连接。