[实用新型]一种低功耗拼接式无线结构振动监测系统

说明书

本实用新型提供一种低功耗拼接式无线结构振动监测系统，包括：服务器单元、电池仓拼接单元和变压器单元以及采集单元，采集单元包括采集拼接单元和采集独立单元；采集拼接单元及采集独立单元分别提取结构振动检测信号，通过无线通信方式将采集的信号发送至服务器单元；服务器单元用于处理振动数据、实时显示振动波形以及警示异常工作状态；电池仓拼接单元用于在无固定电源时为系统供电；变压器单元用于调整供电电压；采集拼接单元用于对多个测量点进行同时测量，所述采集独立单元用于对单个测量点进行测量。本实用新型测量点数量灵活配置，拼接后体积小，功耗低，采集通道密度大，易于部署于采集位置附近，减少了采集线路过长而产生的干扰。

技术领域

本实用新型涉及结构振动信号监测领域，具体而言，尤其涉及一种低功耗拼接式无线结构振动监测系统。

背景技术

结构振动监测是获得结构频率、阻尼、响应、模态等动态性能信息，对其进行故障诊断、评估健康状态的重要方式，广泛应用于机械结构、交通运输工具结构、桥梁建筑工程结构等结构监测领域当中。传统振动监测系统和方案，存在许多弊端：

1.传统高采集频率(如400Hz以上)振动采集监测系统传输多为有线传输方式和WIFI无线传输方式。有线传输方式会增加布线，占用空间。WIFI无线传输虽然减少了布线，但其功耗高。如在只有单片机和WIFI传输模块的系统中，WIFI无线传输占系统消耗电能的90％以上，消耗电能巨大，大大降低了无线系统续航时间。

2.工作模式单一。多通道采集器之间、多通道采集器和单通道采集器之间难以进行组网，单通道采集器无法组装成多通道采集器。

3.采集器体积大，振动采集通道密度小。传统模数转换类振动采集器由于采用模数转换，附加电路转换模块，所以体积大，难以满足多采集通道需求。物联网类振动无线采集器每个采集单元一般采用单个电池供电，由于采集频率低，能耗高，所以采集通道密度小。结构振动监测时，如模态监测采集需要大密度布置传感器，传感器数量越多得到结果越精确，而且要求采集器所占空间小、重量轻，放在所监测结构里或结构旁(如轨道车辆结构内部)，对测试结果影响尽量小，易于部署，而传统采集器由于上述体积大、采集密度小等缺点难以满足这些要求。

4.布线占用空间大。当前很多被监测结构空间狭小，如飞机、轨道车辆结构内部空间狭小，现有振动采集系统平行布线，所占空间很大，难以满足狭小空间大数据量采集通道要求。

5.传统的振动采集装置无法灵活变化采集通道数量。现有的采集装置通道为固定的，如8通道、64通道等，无法根据测量点数量需要，密度需要，增加或减少采集通道。

6.传感器与采集器的引线过长，容易受到干扰。由于传统加速度采集端重量重、体积大，难以随测点就近部署，所以当大密度多通道采集时，传感器和多通道采集端之间导线就会很多、很长，导线中信号容易受到各种如工频等的电磁干扰。

7.实时性差。当前大多数传感器装置虽然可以采集振动信号，但信号多存储于采集器内，并不能及时处理，实时性较差，不利于及时处理问题。

8.电池仓不是模块化，无法根据电量需求灵活组合供电。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供一种低功耗拼接式无线结构振动监测系统，主要解决结构振动监测中低功耗和高速率采集不能同时满足、传感器采集密度大时采集端体积太大、系统组网不灵活等的技术问题。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种低功耗拼接式无线结构振动监测系统，包括：服务器单元、电池仓拼接单元和变压器单元以及采集单元，所述采集单元包括采集拼接单元和采集独立单元；所述采集拼接单元及采集独立单元分别提取结构振动检测信号，通过无线通信方式将采集的信号发送至服务器单元；

所述服务器单元用于处理振动数据、实时显示振动波形以及警示异常工作状态；