[发明专利]一种基于压电效应的桥梁损伤信息采集装置

权利要求书

1.一种基于压电效应的桥梁损伤信息采集装置，其特征在于，包括震波接收传感器(1)，所述震波接收传感器(1)的信号输出端与前端调理电路(2)的信号输入端相连，前端调理电路(2)的信号输出端与数据采集模块(3)的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于压电效应的桥梁损伤信息采集装置，其特征在于，所述震波接收传感器(1)包括金属外壳(5)，所述金属外壳(5)与机芯盖(6)连接，所述金属外壳(5)的内部设有压电检测芯(8)，所述压电检测芯(8)的一侧设有惯性块(9)；所述绝缘层(7)将压电检测芯(8)与金属外壳(5)和惯性块(9)隔开。

3.根据权利要求2所述的一种基于压电效应的桥梁损伤信息采集装置，其特征在于，压电检测芯(8)包括第一电极(10)、第一压电叠片(11)、第二电极(12)、第二压电叠片(13)和第三电极(14)；所述第一电极(10)与第二电极(12)之间夹有第一压电叠片(11)，所述第二电极(12)与第三电极(14)之间夹有第二压电叠片(13)；所述第二电极(12)与前端调理电路(2)的第一信号输入端相连，所述第三电极(14)与前端调理电路(2)的第二信号输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于压电效应的桥梁损伤信息采集装置，其特征在于，所述数据采集模块(3)包括模数转换电路(15)、时钟电路(16)、参考电压发生电路(17)、主控芯片(18)、存储器(19)和通信串口(20)；

所述模数转换电路(15)的第一信号输入端和第二信号输入端与前端调理电路(2)的第一信号输出端和第二信号输出端相连；所述模数转换电路(15)的第三信号输入端与时钟电路(16)的信号输出端相连；所述模数转换电路(15)的第四信号输入端与参考电压发生电路(17)的信号输出相连；所述模数转换电路(15)的信号输出端与主控芯片(18)的第一信号输入端相连；所述主控芯片(18)与存储器(19)信号连接；所述主控芯片(18)与通信串口(20)信号连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于压电效应的桥梁损伤信息采集装置，其特征在于，

所述前端调理电路(2)包括第一运放A1和第三运放A3；所述第一运放A1的第一引脚与电阻R106的一端连接；所述第一运放A1的第二引脚与电阻R101和电阻R102的一端连接；所述电阻R101的另一端接地；所述电阻R102的另一端与所述第一运放A1的第一引脚相连；所述第一运放A1的第三引脚与震波接收传感器(1)的第一信号输出端和电阻R103的一端相连，所述电阻R103的另一端接地；所述第一运放A1的第四引脚与电容C101的一端、电阻R105的一端以及第一电源的一端相连；所述电容C101的另一端和电阻R105的另一端接地；

所述电阻R106的另一端分别与电阻R107和电容C103的一端连接；所述电容C103的另一端接地；所述电阻R107的另一端分别与电容C104的一端和第二运放A2的第五引脚相连；所述电容C104的另一端接地；

第二运放A2的第六引脚分别与电阻R108和电阻R109的一端相连；电阻R108的另一端接地；电阻R109的另一端与第二运放A2的第七引脚相连；第二运放A2的第七引脚与电容C105的一端相连；所述电容C105的另一端与电阻R111的一端相连；第二运放A2的第八引脚与电容C102的一端、电阻R110的一端和第一电源的另一端相连；所述电阻R110的另一端与电容C102的另一端接地；

所述第三运放A3的第一引脚与电阻R206的一端连接；所述第三运放A3的第二引脚与电阻R201和电阻R202的一端连接；所述电阻R201的另一端接地；所述电阻R202的另一端与所述第三运放A3的第一引脚相连；所述第三运放A3的第三引脚与震波接收传感器(1)的第二信号输出端和电阻R203的一端相连；所述电阻R203的另一端接地；所述第二运放A2的第四引脚与电容C201的一端、电阻R205的一端以及第二电源的一端相连；所述电容C201的另一端与电阻R205的另一端接地；

所述电阻R206的另一端分别与电阻R207和电容C203的一端连接；所述电容C203的另一端接地；所述电阻R207的另一端分别与电容C204的一端和第四运放A4的第五引脚相连；所述电容C204的另一端接地；

第四运放A4的第六引脚分别与电阻R208和电阻R209的一端相连；电阻R208的另一端接地；电阻R209的另一端与第四运放A4的第七引脚相连；第四运放A4的第七引脚与电容C205相连的一端相连；所述电容C205的另一端与电阻R211的一端相连；第四运放A4的第八引脚与电容C202的一端、电阻R210的一端和第二电源的另一端相连；所述电阻R210的另一端与电容C202的另一端接地；所述电阻R210的另一端接地；

所述电阻R111的另一端与第五运放A5的第一引脚相连；所述电阻R211的另一端与第五运放A5的第二引脚相连；

所述第五运放A5的第三引脚接地；所述第五运放A5的第四引脚悬空；所述第五运放A5的第五引脚第三电源的一端；所述第五运放A5的第六引脚接第三电源的另一端；所述第五运放A5的第七引脚与电阻R112和电阻R113的一端连接，所述电阻R112的另一端与第五运放A5的第一引脚相连；所述第五运放A5的第八引脚与电阻R212和电阻R213的一端连接；所述电阻R212的另一端与第五运放A5的第二引脚相连；

所述电阻R113的另一端分别与电阻R114和电阻R115的一端连接，所述电阻R114的一端接地，所述电阻R115的另一端与电阻R116和电容C106的一端相连，所述电容C106的另一端接地，所述电阻R116的另一端与电容C301的一端连接，电阻R116的另一端还与二极管D2和二极管D3的公共连接点相连；

所述电阻R213的另一端分别与电阻R214和电阻R215的一端连接，所述电阻R214的一端接地，所述电阻R215的另一端与电阻R216和电容C206的一端相连，所述电容C206的另一端接地，所述电阻R216的另一端与电容C301的另一端连接，电阻R216的另一端还与二极管D1和二极管D4的公共连接点相连；

所述二极管D1的一端与二极管D2的一端相连，二极管D2的另一端与二极管D3的一端相连，二极管D3的另一端与二极管D4的另一端相连，二极管D4的一端与二极管D2的另一端相连；

所述二极管D3与二极管D4的公共连接点与第四电源的一端相连；所述二极管D1与二极管D2的公共连接点与第四电源的另一端连接；

所述二极管D2和二极管D3之间公共连接点与模数转换电路(15)的第一信号输入端连接；所述二极管D1和二极管D4之间公共连接点与模数转换电路(15)的第二信号输入端连接。