[发明专利]一种便携式无线静态应变测量系统

说明书

本发明公开了一种便携式无线静态应变测量系统，其包含：一个手持无线接收器和多个无线静态应变传感器；传感器用于采集测点处的应变信息，并将处理后的信息无线传输给手持无线接收器；接收器负责组建无线传感器网络，并收集、显示和存储应变数据。其优点是：采用较新的芯片技术，低功耗策略和便携化设计，实现了应变检测的高分辨率、大量程、便携和长电池使用寿命的特点，并且传感器布置灵活、数量可调、与应变测点间只需短导线连接，而接收器不依赖外部计算机就可实现信息的显示和存储；提高了测量效率，降低了劳动强度，适合应用于港口机械金属结构的健康监测等分布式应变检测场合。

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，具体涉及一种便携式无线静态应变测量系统。

背景技术

港口机械金属结构的疲劳断裂事故是港口机械结构失效的主要原因，而且这类事故通常会造成重大的财产损失，甚至带来人员的伤亡。对关键金属结构进行定期的应力测试是港口机械金属结构健康评估的常用方法，并且其中的很多测试，如拉杆应力测试、大梁应力测试等，是由静态应变仪完成的。

在应力的作用下，金属结构会产生微观形变，称为应变。依靠粘结剂的紧固连接，位于金属表面的电阻应变片也会产生相同的应变，并产生电阻应变效应，将被测对象的应变转换为应变片电阻值的变化，并且在静态应变的范畴内应变片电阻的变化频率通常不高于1Hz。静态应变仪通过将应变片电阻的变化转变为电压的变化，并且经过信号放大、滤波、调零、模数转换、存储和显示等功能，实现被测金属结构的健康评估。目前，检测行业多采用传统有线式应变测试系统，即使用金属导线将分散的多个测点上的电阻应变片与应变仪连接起来。这种测量方式在港口机械金属结构的应力测量中存在制约测试效率和精度的问题，例如测试过程中的布线和拆除工作繁重且危险，测试人员需要接受专业的训练，并在严密的安全保护措施下使用导线将分散测点上的应变片连接到应变仪；此外，长距离的信号导线，造成信号衰减的同时，还容易引入干扰(焊机、电机等大功率设备作业时产生的电磁干扰在测试工况中是很常见的)，使得测量信号的信噪比恶化，容易影响测试精度；最后，传统的有线式应变测试系统比较笨重(包含应变仪、信号线和电源线)，在港口机械的制造、故障维修以及临检等工况下，需要人力的搬运，耗费大量人力和物力的同时，也降低了测试效率，无形中提高了企业的运营成本。因此，以电池供电，以无线传输替代传统长距离信号导线的便携式、小型化和无线化的应变测量系统就成为了解决上述工程测量难题的必要手段。

下表给出了国内外主要应变仪厂商及其无线应变设备参数：