[发明专利]厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器

说明书

本发明涉及传感器技术领域，具体公开了厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器，包括检测模块、信号放大模块、微处理模块和无线收发模块；检测模块用于将采集到的电信号发送至信号放大模块，信号放大模块用于对电信号进行放大和模数转换生成数字信号，将数字信号发送至微处理模块，微处理模块用于控制无线收发模块向外发送数字信号；微处理模块用于在初始化后进入休眠状态，无线收发模块用于接收外部信息，判断外部信息是否包含唤醒指令，如果包含唤醒指令，唤醒微处理模块。采用本发明的技术方案能够降低施工及维护成本。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器。

背景技术

混凝土应力应变分析无论是理论上还是实践上都是较复杂的问题。第一，混凝土材料本身的复杂性：混凝土是存在微裂缝及孔隙的多相材料，不是理想的线弹性材料，弹性模量等力学参数随时间而变化，存在徐变、松弛、热胀冷缩、湿胀干缩等现象，骨料分离可能导致的不均匀性等；第二，具体安装铺设混凝土建筑结构的基础结构的复杂性：整个建筑结构内部存在各种纵横结构缝、施工缝、键槽、孑L口、闸门等局部构造，基础一般均存在结构面等地质缺陷及不均匀性，裂缝的出现导致整体性的丧失等；第三，结构荷载在空间及时间分布上的复杂性：水与混凝土及基础的相互作用形成复杂的非均匀、非恒定的渗流场，接缝及固结灌浆会引起不可恢复的施工应力，内外约束及基础约束等产生的温度荷载空间及时间分布复杂等。

为了检测混凝土的应力、应变，公开号为CN111323152A的中国专利公开了一种检测混凝土结构应力变化的光纤传感方法，包括铺设应力传感光纤、设置应力变化测点、设置应力传感光纤保护措施、混凝土侧边位置的应力传感光纤引出、应力数据检测和应力数据计算。该检测混凝土结构应力变化的光纤传感方法，在铺设应力传感光纤过程中，不同高度位置共设置两层应力检测面方便对不同高度位置应力进行检测，以便于获得更加充分的应力检测数据，并且呈“井”字形分布的四组应力传感光纤能够对同一检测面上的横向应力变化和纵向应力变化进行全面的检测。

但是上述方案光纤铺设的面积大，施工成本较高，而且，还需要外部设备与引出的应力传感光纤连接，也增加了后期的维护成本。

因此需要一种成本较低的厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器。

发明内容

本发明提供了厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器，能够降低施工及维护成本。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

厚埋层混凝土穿透式无线应力应变传感器，包括检测模块、信号放大模块、微处理模块和无线收发模块；检测模块用于将采集到的电信号发送至信号放大模块，信号放大模块用于对电信号进行放大和模数转换生成数字信号，将数字信号发送至微处理模块，微处理模块用于控制无线收发模块向外发送数字信号；

微处理模块用于在初始化后进入休眠状态，无线收发模块用于接收外部信息，判断外部信息是否包含唤醒指令，如果包含唤醒指令，唤醒微处理模块。

基础方案原理及有益效果如下：

本方案在使用时，可以将无线应力应变传感器整体埋入混凝土内，通过无线传输的形式向外发送包含应力/应变信息的数字信号，与大面积铺设光纤相比，施工方式变成了单点挖孔埋设，施工成本更低。而且，微处理模块在外部唤醒时工作，其他时间处于休眠状态，能够有效的降低耗电量，延长整个无线应力应变传感器的使用时间，降低维护成本。综上，本方案能够有效降低施工及维护成本。

进一步，还包括电源模块，电源模块用于为检测模块、信号放大模块、微处理模块和无线收发模块供电。

进一步，所述微处理模块还用于对数字信号进行加密，控制无线收发模块向外发送加密后的数字信号。

可以保证数字信号传输的安全性，即使被未经授权的设备截获，也无法基于数字信号处理分析得到应力/应变信息。