[发明专利]一种内置式无线传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种内置传感器，尤其涉及一种用来测量结构内部的内置式无线传感 器。

背景技术

现如今，伴随交通运输等基础设施的建设，高墩大跨结构在经济发展中的作用越 来越重要，在役结构的检测也成为判断结构性能的一个必不可缺的方法和手段。传统检测 方法依靠表面粘贴或者局部破损的方式来检测结构内部状况；或者依靠预先埋设应变片， 通过大量的导线来传递数据信号。这样的方式要么不能直接接触到结构内部，要么会给结 构带来局部的破坏。与此同时，大量的导线一方面会加大经济的投入，另外一方面由于导线 自身的信号损耗和干扰会给结构检测带来不小的误差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于针对上述现有技术和不足中提供一种可以内置 式的惯性无线传感器，其结构设计合理，投入成本低，施工方便并且寿命长、效率高、使用效 果好，能够有效解决现有检测传感器等不能长期有效稳定的测量结构某一特征值的缺陷和 现有传感器接线问题带来的影响。

为了解决上述问题，本发明采用的方案是：一种内置式无线传感器，其特征在于： 本发明由内置蓄电池、惯性发电机、惯性开关、功能传感器、无线发射模块、控制板、防护罩、 支撑结构组成；其中惯性发电机、惯性开关、蓄电池、控制板、固定于支撑结构之上，功能传 感器依据其不同功能作用于高墩大跨结构外表面或者内部；传感器利用导线和控制板相 连；内置蓄电池、惯性发电机、惯性开关、功能传感器、无线发射模块、控制板、支撑结构置于 防护罩内部。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：由于风力、外部荷载、地动力作用结构会 发生微笑晃动，惯性发电机通过内部振子可以感知结构晃动，并随着晃动产生电量，实现系 统的自行供电，所产生的电量可供系统自主运行，并且供给蓄电池充电。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：惯性开关可以随着结构振动控制整个系 统工作状态的启闭。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：控制板包含主控制器、相关电路、无线模 块、时钟模块；依靠控制器，可以进行简单的数据预处理并将传感器采集得到的数据通过无 线模块发射给外部接收器；控制器为可编程控制器，内部烧录预编好的数据采集程序和数 据转换程序。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：功能传感器是系统的重点部分，用来测量 结构数据，采用的传感器的各种系数由结构计算参数所决定，在使用前必须经过标定，并且 将相关的参数输入控制板内的控制器。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：惯性发电机为系统的能源模块，其主体为 偏心系统，当偏心系统随结构位移产生位置变化系统发电。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：蓄电池和惯性发电机是整个系统的能源 供给单元，其中单个蓄电池能够支持15-20年的工作寿命，当工作期满后可以采用备用蓄电 池进行替换；惯性电机设计为不低于100年的使用寿命。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：无线模块是实时通信模块，可以和外部控 制系统进行数据传递。其中电气部分集成在主控版上；无线发射天线集成在保护罩上，通过 导线和控制板相连。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：时钟控制器可以实时反馈时间信号给主 控制器。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：惯性电机可以对蓄电池进行充电。

上述一种内置式无线传感器，其特征是：控制器的程序为预先编辑的代码，通过烧 录的方式烧录，相关程序包含检测命令和执行命令，利用控制程序可以完成蓄电池的充放 电功能、功能传感器参数的识别、功能传感器参数的转换、无线模块的激活及数据传输功 能。

本发明与现有技术相比有以下优点：

1.结构简单、设计合理，且体积小，重量轻，依靠无线技术进行数据传递，节省了大量 导线的经费；

2.数据传输稳定可靠，无信号干扰现象发生；

3.由于传感器的内置，在实际使用时候无需搭架子、接线等繁杂的工程顺序，使用过 程中人力成本较低；

4.由于依靠无线可以和电脑直接进行数据传输，将大量的数据传递和整理的工作直 接交给电脑来进行操作，中间过程的信号损失减少，有助于更加准确的判断结构工作情况；

综上所述，本发明具有结构合理，加工制作及安装方便等好处，实际使用中，操作简便， 信号处理效果好，测量准确、解决了现有问题中的不足。