[发明专利]基于桥路可调式无线应变传感装置的跳频扩频通信方法

说明书

一种基于跳频扩频通信的桥路可调式无线应变传感装置，所述装置是由锂电池输出电压转换及稳压电路、多种桥路选通电路、信号调理电路、CPU芯片及外围电路和无线发射模块电路集成于一体，构成跳频扩频通信的桥路可调式无线应变传感装置，用于检测受力物应变数据；所述方法是采用桥路可调式无线跳频扩频通信的方法以及应用无线应变收发模块之间的通信方法，实现对受力物应变的检测。本发明实现了多种应变电桥桥路的选通和测量，提高了应变数据无线通信的可靠性和灵活性，而且无线传输信号衰减小、绕射能力强。

技术领域

本发明涉及一种应用电阻式应变片实现应变信息检测装置，尤其是一种利用无线跳频扩频通信的桥路可调式无线应变传感装置及其跳频扩频通信方法。

背景技术

随着输电线路铁塔、液压支架、大型龙门吊、大型铁索桥等基础设施关乎生产、民生大计，对其状态进行长期有效可靠地监测与处理对安全隐患的排查显得至关重要。现有对于机械设备的监测主要是将应变片贴附于待检测的部件表面，然后通过引线连接至应变仪，应变片与其内部电路构成应变电桥，根据应变片的电阻应变效应来测取检测点的应力变化。

在实际情况中，对各种设施设备进行应变监测存在如下问题，由于待检测部件的应力检测点数量庞大，通过引线的方式接入应变仪，需要进行复杂的接线工作；不同的应变测试场合，要求的应变灵敏度有所不同，应变仪需针对不用的应变测试场合设置复杂的电路来进行匹配，操作繁琐复杂；受制于应变仪的采样通道数量，应变检测点会大大减少。因此需要开发一种方便灵活的装置并寻求一种可靠的传输方法对检测点进行应变检测。

现有技术，“一种多通道微应变数据采集系统用无线交互单元”发明专利，公开了检测领域的一种多通道微应变数据采集系统用无线交互单元，其位于多通道微应变数据采集系统的各监测点上，包括模拟开关集成电路、ZigBee通信模块、RS232通信模块、用于GPRS远程通信的DTU模块和微处理器。该无线交互单元的无线通信方式有两种，这两种方式通过模拟开关集成电路进行切换。一种通过ZigBee通信模块进行近距离无线组网实现数据交互，另一种通过RS232和DTU模块以GPRS的方式与远程监测站进行远程数据交互。但是该多通道微应变数据采集系统，并不涉及应变采集电路，仅仅通过引入无线通信方式来实现应变数据的无线传输，并没有在无线传输的可靠性上进行详细叙述。

现有技术“微应变检测器无线传输模块” 发明专利，公开了一种微应变检测器无线传输模块，包括微应变检测器与接收模块，微应变检测器与接收模块是以蓝牙作为无线信号传输媒介，接收模块自动匹配不同感测单元的数据传输次序。但该发明所述的无线传输模块并没有详细说明其应变的采集电路以及在蓝牙无线传输受阻状态下的数据传输恢复能力。

现有技术“金属结构智能动态应变遥测装置” 发明专利，公开了一种金属结构智能动态应变遥测装置，其包括设置在起重机上的多个应变计和无线应变采集节点、无线参数采集节点和远程主机。该发明采用TDC技术实现应变信号的采集，无线应变采集节点和无线参数采集节点与远程主机是通过内置于无线节点中的GPRS/DTU模块来实现数据无线传输，利用了GPRS公网硬件。但是该发明所述的金属结构智能动态应变遥测装置采用TDC技术检测应变，检测灵敏度固定，应变检测实用范围较为局限，而且数据无线传输受制于GPRS公网硬件设施。

现有技术“一种应变采集电路系统及应变采集方法”发明专利，公开了一种应变采集电路系统及应变采集方法。该系统包括恒流源电路、桥路配置电路、硬件调平电路、放大调理电路和AD采集电路。该专利的主要创新点在于其硬件调平有效的零偏校正方法和桥路匹配电路的灵活性。该发明虽然具有桥路匹配的灵活特点，但是创新性还是局限于应变采集电路的设计上，并没有提出一种应变数据对外传输的有效方法。

上述现有技术中，无线应变传感装置在使用灵活性和无线传输可靠性上仍存在一定的不足之处。因此，需要开发一种应变检测电路灵活可调、无线通信稳定可靠的无线应变传感装置，使之不仅能够匹配不同类型的应变片，适用于不同灵敏度的应变检测场合，而且能够以一种可靠的无线传输方式实现应变数据的无线远距离传输。