[实用新型]一种基于WIFI的无线振弦应变采集装置

说明书

本实用新型公开了一种基于WIFI的无线振弦应变采集装置，应用于桥梁监测系统的数据采集，所述WIFI振弦采集装置包括：控制器、供电模块、高压升压电路、高压开关、信号调理电路、以及WIFI无线模块；所述控制器通过WIFI无线模块接收来自上位机的数据采集指令，并输出PWM控制高压升压电路产生高压，所述高压升压电路通过高压开关将高压激励加载到钢弦传感器，所述钢弦传感器在高压激励下进行振荡，同时将关于钢弦张力的频率信号输出到信号调理电路进行调整，最后再由控制器对调整后的频率波进行捕捉计数，得到频率值。本实用新型的装置能够有效提高桥梁结构应变的频率测量精度，并且可实现实时监控桥梁结构应变情况。

技术领域

本实用新型涉及无线传感器技术领域，尤其涉及一种基于WIFI的无线振弦应变采集装置。

背景技术

目前在桥梁施工监控过程中测量混凝土的应变、应力大多采用有线传感器，即在监控之前布设有线传感器，通过有线电缆方式传输测量数据。对于大跨度桥梁结构监控，其测点多、测点间距远，采用有线电缆方式显然存在布线费用高、布线困难等问题。因此，在不允许永久性布线的情况下，采用基于WIFI的无线振弦应变传感器进行监控测量更加方便快捷，可提高工作效率，节约监控工作所需各项资源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于WIFI 的无线振弦应变采集装置，应用于桥梁监测，能够有效提高频率测量的高精度和准确性。

为实现以上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种基于WIFI的无线振弦应变采集装置，应用于桥梁监测系统的数据采集，所述桥梁监测系统包括钢弦传感器、WIFI振弦采集装置和上位机采集软件，所述WIFI振弦采集装置包括：控制器、供电模块、高压升压电路、高压开关、信号调理电路、以及WIFI无线模块；所述控制器与供电模块、WIFI无线模块、高压升压电路、以及信号调理电路连接；所述钢弦传感器连接高压开关和信号调理电路；所述供电模块为控制器、信号放大与调理电路、高压升压电路、以及 WIFI无线模块供电；所述供电模块为控制器、信号调理电路、高压升压电路、以及WIFI无线模块提供电源；

所述上位机采集软件通过WIFI路由器将采集频率指令传输到WIFI振弦采集装置的WIFI无线模块，WIFI振弦采集装置通过WIFI无线模块将所述采集频率指令传输至控制器,所述控制器连接高压升压电路，控制器通过输出PWM信号控制高压升压电路产生高压，所述高压升压电路将电压升高到130～180V高压，然后经过高压开关以脉冲高压激励的方式将高压加载到钢弦传感器，加载一定时间后，关断高压开关，钢弦传感器在高压激励下进行振荡,并输出电压信号，所述信号调理电路对电压信号进行调整，所述信号调理电路连接控制器，所述控制器采集调整后的信号并计算频率，然后通过WITI无线模块将频率值传输至上位机采集软件显示。

作为优选的技术方案，所述控制器采用STM32F103ARM7处理器，并设置用于量产时进行功能测试的USART1串口，以及用于连接WIFI无线模块的 USART2串口。

作为优选的技术方案，所述WIFI无线模块采用CSR-C322芯片及其外围电路构成。

作为优选的技术方案，所述高压升压电路包括场效应管Q1、第一二极管D1、第一电感L1、第二电容C2、第三电容C3、第二电阻R2、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二十九电阻R29、第一比较器、以及驱动芯片；所述场效应管Q1采用IRF7450场效应管；所述驱动芯片采用UCC27324芯片；所述第一比较器采用LM2903D比较器；第一二极管D1必须采用肖特基二极管FR107；所述第二电容C2必须采用耐压值250V以上的电容；