[发明专利]一种自发电式道路寿命检测无线传感系统及其检测方法有效
申请号: | 201611024963.0 | 申请日: | 2016-11-17 |
公开(公告)号: | CN106592394B | 公开(公告)日: | 2018-11-06 |
发明(设计)人: | 肖剑;邹祥;张宇飞;李鹏飞;侯文毅;杨枝;黄玲麟 | 申请(专利权)人: | 长安大学 |
主分类号: | E01C23/01 | 分类号: | E01C23/01;E01F11/00;H02J7/34 |
代理公司: | 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 | 代理人: | 李婷 |
地址: | 710064 陕西省*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | 本发明公开了一种自发电式道路寿命检测无线传感系统及其检测方法,通过在道路下方埋设压电换能器,车辆经过路面时会对路面产生应力,路面结构与压电换能器会产生协同变形,压电换能器内部的正负电荷中心发生相对位移,导致其表面上出现异号极化电荷,进而产生电势差,从而产生电能以供应单片机、传感器和RFID标签,利用传感器采集到的道路数据准确判断道路的寿命,以达到提前检修道路的目的;本发明能够连续进行路面结构的动态应变检测和数据储存,实现对检测路面的疲劳寿命预测,减少对交通的干扰,节约成本,降低能源损耗,解决了以往不能监测道路结构对道路寿命预测的不准确性,为道路养护和损伤修复提供有效的科学的决策支持。 | ||
搜索关键词: | 压电换能器 道路寿命 检测 无线传感系统 路面结构 自发电式 疲劳寿命预测 正负电荷中心 传感器采集 道路结构 道路数据 道路养护 极化电荷 决策支持 能源损耗 数据储存 损伤修复 相对位移 应变检测 单片机 电势差 传感器 埋设 变形 检修 协同 节约 监测 预测 交通 | ||
【主权项】:
1.一种自发电式道路寿命检测无线传感系统,包括压电换能器(1)和传感器(3),压电换能器(1)埋设在道路(2)下方,其特征在于,压电换能器(1)连接整流电路(4),整流电路(4)连接能量收集电路(5),能量收集电路(5)通过第一开关电路(10)连接单片机(6),所述传感器(3)连接单片机(6),单片机(6)还连接RFID标签(7);所述无线传感系统还包括RFID阅读器(8),RFID阅读器(8)连接PC机(9);当车辆经过压电换能器(1)上方的道路(2)时,压电换能器(1)用于将车辆对道路产生的激励转换为交流电;整流电路(4)用于将压电换能器(1)产生的交流电转换成直流电;所述整流电路(4)包括第一整流电路(11)和第二整流电路(12),第一整流电路(11)包括第一全桥整流器(1101)和第二开关电路(1102),第二整流电路(12)包括降压变压器(1201)和第二全桥整流器(1202);当第二开关电路(1102)导通时,压电换能器(1)产生的电压经由第一全桥整流器(1101)和第二开关电路(1102)输送到能量收集电路(5),当第二开关电路(1102)断开时,压电换能器(1)产生的电压经由降压变压器(1201)和第二全桥整流器(1202)输送到能量收集电路(5);能量收集电路(5)用于将直流电转换成恒定电压;第一开关电路(10)用于存储电能,并为单片机(6)、传感器(3)和RFID标签(7)供电;所述传感器(3)用于采集道路数据,并将采集到的道路数据传送给单片机(6)进行存储;单片机(6)用于控制第一开关电路(10)的连通和断开,控制传感器(3)和RFID标签(7)的开启,并将存储的道路数据传送给RFID标签(7)。
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