[发明专利]一种具有计算功能的分离式无线传输振弦式频率测读仪

权利要求书

1.一种具有计算功能的分离式无线传输振弦式频率测读仪，其特征在于包括测头和主机；

所述测头内含有电池组（1）、激振电路（2）、拾振电路（3）和蓝牙传输模块（4），所述测头用于安装在振弦式传感器的每根导线上，以实时向主机传送频率值；

所述的激振电路（2）基于ICL8038的扫频激振技术对所述振弦式传感器进行激振；所述的拾振电路（3）采用磁电型摆式拾振器，它将振弦式传感器发出的振动信号转化为电信号；所述蓝牙传输模块（4）将拾振电路（3）产生的电信号无线传输到主机的蓝牙接收模块（5）；

所述主机包含单片机数据处理模块（6）、蓝牙接收模块（5）、通讯发射芯片（7）、电源芯片（8）；电源芯片（8）用于接收外接电源，并为单片机数据处理模块（6）、蓝牙接收模块（5）、通讯发射芯片（7）进行供电；

单片机数据处理模块（6）通过蓝牙接收模块（5）接收每个测头发出的数据，然后根据计算公式F=K·（f_i²-f₀²）计算振弦式传感器的应力或力值，其中F为应力或力值，K为振弦式传感器的标定系数，提前输入至主机内；f₀为振弦式传感器的初始频率，提前输入至主机内；fi为测头实时采集的振弦式传感器的频率。

2.如权利要求1所述的具有计算功能的分离式无线传输振弦式频率测读仪，其特征在于所述的蓝牙接收模块（5）采用蓝牙BLE控制芯片CSR BC6130。

3.如权利要求1所述的具有计算功能的分离式无线传输振弦式频率测读仪，其特征在于所述通讯发射芯片（7）采用4G的发射方式。

4.如权利要求1所述的具有计算功能的分离式无线传输振弦式频率测读仪，其特征在于所述的单片机数据处理模块（6）采用MSP430单片机，运算速度快，功耗低。

5.权利要求1所述的具有计算功能的分离式无线传输振弦式频率测读仪的应用，其特征在于所述的测读仪在支撑轴力、围护桩内力、孔隙水压力、土压力或锚索轴力监测项目的中的应用。

6.利用权利要求1所述的测读仪监测支撑轴力、围护桩内力、孔隙水压力或土压力的方法，其特征在于采用具有2条导线的振弦式传感器，将其中一根导线作为基线，起激振作用，另一根导线是接收激振后的频率，监测过程中实时测得1个频率值，根据计算公式F=K·（f_i²-f₀²）直接计算出振弦式传感器的应力或力值，该应力或力值即支撑轴力、围护桩内力、孔隙水压力或土压力。

7.利用权利要求1所述的测读仪监测锚索轴力的方法，其特征在于采用具有4条导线的振弦式传感器，将其中一根导线作为基线，起激振作用，另外三根导线是接收激振后的频率，监测过程中实时测得3个频率值，根据计算公式F=K·（f_i²-f₀²）计算出振弦式传感器的三个应力或力值，进行平均值计算，即得锚索轴力值。

8.如权利要求6或7所述的监测方法，其特征在于还包括主机计算出应力或力值后，通过4G传输信号发送至服务器及建设单位的风险监控平台，当监测数据达到或超过预设的报警值时，立即给参建各方发送短信进行报警通知。