[实用新型]一种无人值守的一体化结构振动监测仪

说明书

本实用新型的一种无人值守的一体化结构振动监测仪，包括机箱，三轴MEMS加速度传感器，A/D转换模块，控制继电器，单片机模块，ARM模块，对时模块，数据传输模块，数据存储模块和LED屏；采集数据时，A/D转换模块将三轴MEMS加速度传感器发送的模拟信号转换为数字信号后通过单片机模块发送至ARM模块，ARM模块通过数据传输模块发送数据、通过数据存储模块将数据存储在SD卡中；标定传感器时，ARM模块依次通过单片机模块、控制继电器向传感器发出标定命令，传感器返回标定数据，实现三轴MEMS加速度传感器的标定功能；本实用新型体积小，安装方向不受现场条件的限制，可自动标定，可组网监测复杂建筑结构。

技术领域

本实用新型属于工程结构振动监测技术领域，特别是涉及一种无人值守的一体化结构振动监测仪。

背景技术

建筑结构特别是重大工程结构在长期使用和运行的过程中，受到环境侵蚀、材料老化以及荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应等不利因素的耦合作用，将不可避免地使建筑结构和系统出现损伤累积和抗力衰减，导致建筑结构抵抗自然灾害的能力减弱，在正常环境下的能力出现下降，在极端情况下甚至会引发灾难性的突发事故。振动监测设备对这些重大基础设施进行监测和积累数据，可以较全面的把握建筑结构服役全过程的受力与损伤演化规律，为结构在荷载、环境等作用的影响做安全评估和预警，在地震这种突发性振动发生时也可以记录地震反应数据，为地震后建筑震害评估提供依据，并提前采取相应的措施避免事故的发生。

目前已有的结构振动监测仪大多采用传感器和数据采集器分离的设计，且安装方式多为水平安装，不方便携带；由于加速度计等惯性传感器件随时间积累误差的固有特性导致需要定期对结构振动监测仪的传感器进行调零操作；大型建筑结构如铁路、桥梁、地铁的振动监测点的位置比较复杂，不便于安装和调试结构振动监测仪。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种无人值守的一体化结构振动监测仪，具有体积小、集成化程度高、传感器自动标定且无人值守的特点，适用于对建筑结构工程的振动监测。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种无人值守的一体化结构振动监测仪，包括：

机箱，由盖板和内部中空的底座组成，其中底座外部设有带固定孔的耳板，用于水平安装或壁挂安装在建筑结构的监测点位置；

三轴MEMS加速度传感器，可拆卸式固定在机箱的底部，使三轴MEMS加速度传感器的X、Y、Z三个检测方向分别垂直指向机箱的盖板和两个相邻侧面，用于采集建筑结构的实时振动信号和反馈三轴MEMS加速度传感器自身的标定信号；

A/D转换模块，通过信号输入口与三轴MEMS加速度传感器的信号输出口连接，用于将三轴MEMS加速度传感器输出的实时振动信号和标定信号转换为数字信号并输出；

控制继电器，通过触点端与三轴MEMS加速度传感器的控制端连接，用于向三轴MEMS加速度传感器发送标定命令；

单片机模块，通过I/O口分别与控制继电器的线圈端和A/D转换模块的信号输出口连接，用于向控制继电器发送标定命令和接收A/D转换模块发送的数字信号；

ARM模块，通过I/O口与单片机模块连接，用于向单片机模块发送标定命令、接收单片机模块发送的数字信号、为接受到的数字信号附加时间信息并打包成待发送数据；

对时模块，通过信号输出口与ARM模块的I/O口连接，用于向ARM模块发送授时数据；

数据传输模块，通过信号输入口与ARM模块的I/O口连接，用于接收ARM 模块的待发送数据并发送给上位机；

数据存储模块，包括卡槽电路和SD卡，通过信号输入口与ARM模块的I/O 口连接，用于将ARM模块的待发送数据存储到SD卡上；