CN201600208U - 应力应变远程监控仪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了应力应变远程监控仪，主要由机箱以及设置在机箱内部的三通道应变采集器组成，其特征在于：在机箱内部还设有与三通道应变采集器相连接的主板，与主板相连接的内置电源，设置在三通道应变采集器上的三通道应变采集卡，以及与三通道应变采集器相连接的控制电路；每个三通道应变采集器的输出端均并入总线并与无线传输模块相连接，且该无线传输模块通过无线传输网络与监控计算机进行数据远程传输。本实用新型机箱内的三通道应变采集器的数量可以根据实际的需要进行增减，其数量可达8个、16个、32个、64个甚至更多。

Description

应力应变远程监控仪
技术领域
本实用新型涉及一种监控***，具体是指一种适用于各种线弹性固体材料的应力应变远程监控仪。
背景技术
目前，工程上在测量各种线弹性固体材料的应力应变参数时，都通过应变片法来实现，所谓的应变片法是利用电阻应变片力学量，通过电桥转换成电量，然后通过专门的应变测量设备进行测量的一种方法。但目前为实现该应片法的专用设备却只能由工作人员在现场操控使用，不能实现远程监控和预警，特别是在某些不适合由工作人员现场操作的特殊场合，要得到这些线弹性固体材料的应力应变就非常困难，而且还会增加工作人员的危险性。同时，这些设备最多只具备80个通道，远远不能满足现在高效率的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服目前应力应变设备不能实现远程监控、预警，以及数据采集通道数量较低的缺陷，提供一种能实现远程监控、通道数能根据现场要求进行配置的应力应变远程监控仪。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：应力应变远程监控仪，主要由机箱以及设置在机箱内部的三通道应变采集器组成，在机箱内部还设有与三通道应变采集器相连接的主板，与主板相连接的内置电源，设置在三通道应变采集器上的三通道应变采集卡，以及与三通道应变采集器相连接的控制电路；每个三通道应变采集器的输出端均并入总线并与无线传输模块相连接，且该无线传输模块通过无线传输网络与监控计算机进行数据远程传输。
进一步地，所述主板的数量为8个及其以上，每个主板上所设置的三通道应变采集器的数量均为8个，且三通道应变采集卡的数量与三通道应变采集器的数量相对应。
为了便于拆卸，所述的三通道应变采集卡通过可***式方式与三通道应变采集器相连接。
所述的控制电路由通信接口电路、总线接口电路、电源控制电路、电源电路及时钟电路组成，且通信接口电路、总线接口电路、电源控制电路和时钟电路均分别与三通道应变采集器相连接，而电源电路则同时与三通道应变采集器、无线传输模块及机箱上的电源接口相连接。同时，该电源接口用于与外接电源相连，以便为本实用新型的设备提供工作电流。
所述的三通道应变采集器由微处理器，与主板相连接的调零电路和电源电路，与微处理器相连接的温度传感器、数据存储器、数据通信接口电路及三个完全相同的应变采集通道组成；所述的每个应变采集通道均由应变片、补偿片及电阻所组成的电桥，与该电桥相连接的放大器，以及与该放大器相连接的A/D转换器组成，且该A/D转换器还与所述的微处理器相连接。
为了能较好的实现本实用新型，所述放大器采用放大倍数为100倍的高精密仪表放大器，A/D转换器采用16位带I2C接口的微功耗转换器，且该A/D转换器的基准选用电桥的外部基准电压源。
同时，所述的无线传输模块为GPRS模块，且无线传输网络采用频段为900MHz的GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)传输网络或频段为1.8GHz的CDMA传输网络。
为了确保设备能正常工作，所述外接电源的供电方式为普通电池组供电、太阳能+蓄电池供电、工业或民用供电。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
(1)本实用新型机箱内的三通道应变采集器的数量可以根据实际的需要进行增减，其数量可达8个、16个、32个、64个甚至更多。同时，由于每个三通道应变采集器上都设有8个三通道应变采集卡，因此本实用新型的三通道应变采集卡的数量可达64个、128个、256个、512个甚至更多。故，本实用新型能完全满足不同场合和不同规模的使用要求。
(2)由于本实用新型的每个三通道应变采集器内部都具有3个通道，因此本实用新型的最大通道数量可达1536个，远远大于传统的80个通道数。
(3)本实用新型可以任意采用900MHz的GPRS无线网络或1.8GHz的CDMA无线网络，处于终端的计算机不仅可以全天候的对现场设备进行监控、无间断测量，而且无需人工干预，并能保证检测数据的实时性和可靠性。因此，本实用新型能应用于各种场合，尤其适用于危险系数较高的场地。
(4)本实用新型的三通道应变采集器中的放大器采用放大倍数为100倍的高精密仪表放大器，A/D转换器采用16位带I2C接口的微功耗转换器，同时还配有温度传感器，再配合补偿片和应变片，因此本实用新型大大降低了温度变化对测量精度的影响。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意 图。
图2为本实用新型机箱内部整体结构示意图。
图3为本实用新型机箱内部整体电路结构示意图。
图4为本实用新型的三通道应变采集器内部结构示意图。
图5为本实用新型的机箱结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1～3所示，本实用新型的三通道应变采集器设置在机箱内部的主板上，且在机箱内部还设有如图2和3所示的电源、无线传输模块和控制电路。所述的控制电路由通信接口电路、总线接口电路、电源控制电路、时钟电路和电源电路组成。连接时，电源电路的一端与固定在机箱上的电源接口相连接，另一端则分别与无线传输模块和三通道应变采集器相连接，通过该电源电路，外接电源所提供的直流或交流电均可以转换成适合三通道应变采集器和无线传输模块工作的12V的工作电压。同时，在机箱上还设有图5所示的蓄电池接口，即本实用新型也可以直接由蓄电池或太阳能+蓄电池对它供电。相应的，在机箱上还设有总线接口，用于接收现场设备的传感器接口和RS485接口。
同时，时钟电路、通信接口电路、总线接口电路和电源控制电路均分别与三通道应变采集器相连接。为了确保通信效果，该无线传输模块采用GPRS模块，且该GPRS模块与机箱上的天线接口相连接后，通过GPRS网络或CDMA网络与位于不同地点的控制计算机进行各种数据的传输。
由于GPRS网络它突破了GSM网络只能提供电路交换的思维定式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站***进行部分改造即可实现分组交换，因此这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。同时，由于该GPRS网络具有较高的数据吞吐能力，因此就可以使用手持设备和笔记本电脑进行电视会议和多媒体页面以及类似的应用。所以通过GPRS计算机只要能够联入互联网便可以与各个无线传输模块进行数据交换。
GPRS网络还具有以下三大突出优点：第一，具有高速数据传输功能，其速度10倍于GSM，可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件；第二，具有永远在线的功能，由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫连接)，因而能够随时与网络保持联系；第三，具有仅按数据流量计费的功能，即根据传输的数据量(如：网上下载信息时)来计费，而不是按上网时间计费。也就是说，只要不进行数据传输，即使一直“在线”，也无需付费，它真正体现了少用少付费的原则。
在移动网络覆盖的地方，可以利用GPRS方式将自动数据采集***采集的数据进行远程传输，从而实现远程监控。因此为了确保效果，采用GPRS网络传输时，其最佳工作频段为900MHz。同时，也可以采用CDMA网络来进行传输，其最佳工作频段为1.8GHz。
如图1所示，在每个机箱的内部还设有8个及其以上的主板，其数量可以根据实际需要进行选取。同时，在每个主板上所设置的三通道应变采集器的数量均为8个，且在每个三通道应变采集器上还通过可***式的方式设有一个三通道应变采集卡。
每个三通道应变采集器的输出端均并入总线并与无线传输模块相连接，同时，每个主板都还与机箱内的内置电源相连接。
三通道应变采集器的结构如图4所示，每个三通道应变采集器均包括有微处理器(如单片机)，与主板相连接的调零电路和电源电路，与微处理器相连接的温度传感器、数据存储器、数据通信接口电路及三个完全相同的应变采集通道组成。所述的每个应变采集通道均由应变片、补偿片及电阻所组成的电桥，与该电桥相连接的放大器，以及与该放大器相连接的A/D转换器组成，且该A/D转换器还与所述的微处理器相连接。
所述的数据通信接口电路分别与控制电路中的时钟电路、通信接口电路、总线接口电路和电源控制电路相连接。而总线接口电路和电源控制电路则均与机箱上的总线接口相连接。
为了确保效果，所述的放大器采用放大倍数为100倍的高精密仪表放大器，A/D转换器采用16位带I2C接口的微功耗转换器。
如上所述，便可以很好的实现本实用新型。

Claims (9)

1.应力应变远程监控仪，主要由机箱以及设置在机箱内部的三通道应变采集器组成，其特征在于：在机箱内部还设有与三通道应变采集器相连接的主板，与主板相连接的内置电源，设置在三通道应变采集器上的三通道应变采集卡，以及与三通道应变采集器相连接的控制电路；每个三通道应变采集器的输出端均并入总线并与无线传输模块相连接，且该无线传输模块通过无线传输网络与监控计算机进行数据远程传输。
2.根据权利要求1所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述主板的数量为8个及其以上，每个主板上所设置的三通道应变采集器的数量均为8个，且三通道应变采集卡的数量与三通道应变采集器的数量相对应。
3.根据权利要求2所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述的三通道应变采集卡通过可***式方式与三通道应变采集器相连接。
4.根据权利要求1所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述的控制电路由通信接口电路、总线接口电路、电源控制电路、电源电路及时钟电路组成，且通信接口电路、总线接口电路、电源控制电路和时钟电路均分别与三通道应变采集器相连接，而电源电路则同时与三通道应变采集器、无线传输模块和机箱上的电源接口相连接，该电源接口与外接电源相连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述的三通道应变采集器由微处理器，与主板相连接的调零电路和电源电路，与微处理器相连接的温度传感器、数据存储器、数据通信接口电路及三个完全相同的应变采集通道组成；所述的每个应变采集通道均由应变片、补偿片及电阻所组成的电桥，与该电桥相连接的放大器，以及与该放大器相连接的A/D转换器组成，且该A/D转换器还与所述的微处理器相连接。
6.根据权利要求5所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述放大器采用放大倍数为100倍的高精密仪表放大器，A/D转换器采用16位带I2C接口的微功耗转换器，且该A/D转换器的基准选用电桥的外部基准电压源。
7.根据权利要求5所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述的无线传输模块为GPRS模块。
8.根据权利要求7所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述的无线传输网络采用频段为900MHz的GPRS传输网络或频段为1.8GHz的CDMA传输网络。
9.根据权利要求8所述的应力应变远程监控仪，其特征在于：所述外接电源的供电方式为电池组供电、太阳能+蓄电池供电、工业或民用供电。
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