[发明专利]一种加速度传感器内置于拉索的振动信号采集系统

说明书

本发明涉及桥梁拉索技术领域，具体是一种加速度传感器内置于拉索的振动信号采集系统，包括加速度传感器、采集器和现场总线，加速度传感器设置在拉索内部与拉索融为一体，加速度传感器为两个以上，加速度传感器均连接同一组现场总线上，加速度传感器还包括处理模块，处理模块接收加速度传感器的模拟量数据并处理得到数字量数据，处理模块数字量数据通过现场总线传输到采集器。采用现场总线形式进行传输、控制，方便检测、监测系统布设，各传感器之间互不关联，提高系统稳定性；同时保证传感器与拉索完全贴合，保证拉索振动数据采集的精确性以及拉索的美观。

技术领域

本发明涉及桥梁拉索技术领域，具体是一种加速度传感器内置于拉索的振动信号采集系统。

背景技术

加速度传感器广泛应用于拉索参数测量当中，例如频率法测索力、测量拉索斜度、拉索振幅等均采用加速度传感器采集拉索振动作为前提基础。目前所使用的加速度传感器均为独立于拉索设计，使用时人为在拉索外表面捆绑加速度传感器，该方式存在如下问题：1.传感器人为捆绑很难保证传感器与拉索的贴合度，尤其监测系统在长期运营之后，捆绑工装可能出现松动，这样将不能很好地测量拉索的振动；2.当拉索较长时，现场将传感器捆绑到拉索中间及以上部位将耗费较大人力物力，并存在一定的安全隐患；3.加速度传感器捆绑在拉索外表面影响拉索美观；解决上述问题，人们把加速度传感器内置在拉索内，如中国专利CN206470013U，公开了一种太阳能供电的内置式振动索力测量装置，包括太阳能电池板、锂电池、MEMS加速度传感器、微型控制器、蓝牙无线模块和机械壳，阳能电池板、锂电池、MEMS加速度传感器、微型控制器和蓝牙无线模块均由机械壳封装包裹，本内置式振动索力测量装置通过内置式索力测量传感器，可通过缆索振动法测量缆索索力，并通过蓝牙无线传输，整个装置采用无线化设计，可内置于缆索索体内部，与缆索采用一体化设计，提高防护性和实用性。但该装置仍存在如下问题：采用无线传输方式，安装多个加速度传感器时会相互影响，监测不方便，工作稳定性不高。

发明内容

本发明提供一种加速度传感器内置于拉索的振动信号采集系统，加速度传感器采用现场总线形式进行传输、控制，方便检测、监测系统布设，各传感器之间互不关联，提高系统稳定性；同时保证传感器与拉索完全贴合，保证拉索振动数据采集的精确性以及拉索的美观。

一种加速度传感器内置于拉索的振动信号采集系统，包括加速度传感器1、直流电源6、采集器2和现场总线3，所述加速度传感器1设置在拉索4内部与拉索4融为一体，所述加速度传感器1为两个以上，所述加速度传感器1均连接同一组现场总线3上，所述加速度传感器1还包括处理模块5，所述处理模块5接收加速度传感器1的检测数据并形成检测结果，所述处理模块5通过现场总线3与所述采集器2建立通讯连接，直流电源6通过电源线61对所述加速度传感器1供电。加速度传感器1可以与拉索4完全贴合且融为一体，保证拉索振动加速度采集精度，利于索力、倾角、振幅等的计算以及拉索的美观；加速度传感器1采用现场总线3形式进行传输、控制，方便检测、监测系统布设，各传感器之间互不关联，提高系统稳定性。

优选的，所述所述处理模块5包括电源管理模块51、MCU处理器52、MEMS加速度计芯片53和传输模块54。

优选的，所述MEMS加速度计芯片53为三轴加速度计，所述MEMS加速度计芯片53感应拉索检测数据，感应到的检测数据为模拟量数据，将模拟量数据进行处理解调、滤波、A/D转换并输出数字量数据。三轴加速度计体积小、重量轻，可测量空间加速度，保证了测量数据的全面性，提高测量精度。

所述MCU处理器52接收MEMS加速度计芯片53输出的数字量数据，对数字量数据进行FFT变化、倾角计算和位移计算处理得到检测结果，检测结果是频率、倾角和振幅信息。所述加速度传感器1自带MCU处理器52可以进行编程控制，传感器可以自行进行相关数据处理、运算，选择性传输数据，提高系统的适用性。