[发明专利]一种分布式无线结构振动采集装置、系统及结构振动监测方法

说明书

本发明提供一种分布式无线结构振动采集装置、系统及结构振动监测方法。其中装置包括上壳体、下壳体、底座以及测振传感器；所述上壳体和下壳体扣合后形成中置容纳空间，所述中置容纳空间内设置有电路板、单片机模块以及WIFI模块；所述电路板上设置有信号线焊盘、电源线焊接盘以及LED灯焊盘；所述信号线焊盘上设置有若干个信号线焊点，任意所述信号线焊点均连接一路测振传感器。本发明采集单元体积小，易于部署。系统采用串联方式，将单元节点布置于待测位置附近，所以传感器布线可大幅减少，也大量节省了布线和更换采集单元电池的时间。系统还采用分布式组网，可进行大规模监测。

技术领域

本发明涉及无线振动监测领域，具体而言，尤其涉及一种分布式无线结构振动采集装置、系统及结构振动监测方法。

背景技术

结构振动监测是对飞机、列车、汽车和桥梁等工程和机械结构在工作状态振动下的短期或长期的状态监测，是获得被测对象的固有频率、阻尼、响应、模态等动态性能信息的重要方式，用于对结构进行故障诊断、环境控制、等级评定等。现有结构振动信号采集设备涉及到的技术有传感器技术、信号处理技术、无线通讯技术、计算机编程技术等。

传统的模拟信号监测系统(以下简称模拟类系统)是由模拟信号转换成电信号进行采集监测，物联网类型结构振动监测系统(以下简称物联网类系统)多采用多无线节点，组网进行监测。但是以上两类振动监测系统和方案，存在许多弊端：

1、物联网类的无线采集节点每个节点自带电池，当振动信号采集频率较高的时候，耗能较快。如轨道交通行业结构振动监测频率不低于400Hz。进行该类振动监测时，节点自带的电源很快就消耗光，监测时间过短，不能满足长期监测需要。如果物联网类节点大批量监测时，由于电池消耗快而频繁充电或更换电池，工作量巨大、耗时巨大。且由于耗能大，物联网类振动监测节点一般难以将高速率的采集数据无线发送，所以将采集的数据存储到监测节点的存储卡里，然后将数据拷贝出来进行分析。这种方式实时性差，当汇总大批量监测节点数据时，耗时巨大。

2、模拟类系统的监测由采集仪器和传感器组成。当振动监测时，采用并行布线方式。当需要监测的点多时，这种方式布线耗时长，成本高，而且耗费被监测空间和线材。比如要监测动车组要整节车厢几十个甚至上百个振动节点时，并行布线工作难以展开。如果进行长期无电源的监测时，得对物联网内每个节点的电池进行跟踪管理，当监测节点数量大时，工作量较大。

3、由于物联网类的无线振动监测每个监测节点都自带电池，所以体积较大，一些结构如轨道列车设备舱内空间狭小，无法进行部署。模拟类系统的体积更大，更难以部署。

4、价格高昂，如果在在结构上大批量监测使用成本太高。且进行大批量、大面积采集时，组网过程复杂，难以进行大规模分布式采集，难以与现有的互联网以太网网络节点进行交换数据。

发明内容

根据上述提出的现有监测方案部署困难且组网复杂的技术问题，而提供一种分布式无线结构振动采集装置、系统及结构振动监测方法。本发明装置体积小，结构简单，适合部署到空间狭小位置。采用分布式布置方式，能够将传感器布置在各个需要测量的位置，形成传感器网络，从而实现大面积测量。

本发明采用的技术手段如下：

本发明实施例一方面提供了一种分布式无线结构振动采集装置，包括：上壳体、下壳体、底座以及测振传感器，其中下壳体与底座固定连接；

所述上壳体和下壳体扣合后形成中置容纳空间，所述中置容纳空间内设置有电路板、单片机模块以及WIFI模块；

所述电路板上设置有连接单片机模块采集端口与测振传感器的信号线焊盘、连接所述电路板与供电单元的电源线焊接盘以及连接电路板与LED工作指示灯的LED灯焊盘；

所述信号线焊盘上设置有若干个信号线焊点，任意所述信号线焊点均连接一路测振传感器。

进一步地，所述中置容纳空间内还设置有存储模块。