CN211477397U

CN211477397U - 振动加速度传感器装置及振动加速度检测***

Info

Publication number: CN211477397U
Application number: CN202020394037.8U
Authority: CN
Inventors: 马斌; 何先龙; 乔佳美; 白云磊; 唐芳宗; 杨虎
Original assignee: Hebei Zhenchuang Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Hebei Zhenchuang Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2020-09-11
Anticipated expiration: 2030-03-25

Abstract

本申请涉及振动加速度传感器装置及振动加速度检测***，属于振动加速度传感器装置技术领域。包括：加速度传感器模块，用于检测被检对象的振动以得到模拟信号形式的振动加速度信号；处理器模块，用于接收设施加速度传感器模块发送的模拟信号形式的振动加速度信号，并将模拟信号形式的振动加速度信号转换为数字信号形式的振动加速度信号；4G通信模块以及4G天线模块，4G通信模块用于接收处理器模块转换成的数字信号形式的振动加速度信号，并通过4G天线模块将数字信号形式的振动加速度信号发送至指定终端服务器；以及电源模块，用于为振动加速度传感器装置提供工作电源。通过本申请可避免因现场布线环境制约导致电压信号传输损失的问题。

Description

振动加速度传感器装置及振动加速度检测***

技术领域

本申请属于振动加速度传感器装置技术领域，具体涉及振动加速度传感器装置及振动加速度检测***。

背景技术

振动加速度传感器装置是工程动态测试的重要设备。传统振动加速度传感器装置为有线传输传感器，以电压信号进行传输。当在应用于桥梁、大坝等大型工程实施中时，常常受现场环境制约，往往地，布线存在很大不便，具体的，比如，桥梁或者大坝上，各个传感器安装位置相对过远，布线太长，线上存在电压信号传输的损失。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供振动加速度传感器装置及振动加速度检测***，避免因现场布线环境制约导致电压信号传输损失的问题。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供振动加速度传感器装置，包括：

加速度传感器模块，用于检测被检对象的振动以得到模拟信号形式的振动加速度信号；

处理器模块，用于接收设施加速度传感器模块发送的模拟信号形式的振动加速度信号，并将模拟信号形式的振动加速度信号转换为数字信号形式的振动加速度信号；

4G通信模块以及4G天线模块，所述4G通信模块用于接收所述处理器模块转换成的数字信号形式的振动加速度信号，并通过所述4G天线模块将数字信号形式的振动加速度信号发送至指定终端服务器；以及

电源模块，用于为所述振动加速度传感器装置提供工作电源。

进一步地，所述加速度传感器模块包括：

加速度传感器芯片，电容C11、电容C12、电容C13、C14、电容C15、电容C16、电感L1和电感L2，其中，

所述加速度传感器芯片，包括：AVDD引脚、AVDD1.8引脚、DVDD引脚以及DVDD1.8引脚；

所述电容C11，一端与所述AVDD1.8引脚连接，另一端接入AGND；

所述电容C12，一端与所述DVDD1.8引脚连接，另一端接入GND；

所述电容C13和所述电容C14形成第一并联电路，所述第一并联电路，一端与所述AVDD引脚连接，另一端接入AGND；

所述电容C15和所述电容C16形成第二并联电路，所述第二并联电路一端与所述DVDD引脚以及所述电感L1共同接入VCC3.3V，所述第二并联电路另一端接入GND；

所述电感L1另一端与所述AVDD引脚连接；以及

所述电感L2，一端接入AGND，另一端接入GND。

进一步地，所述4G天线模块，包括：

电阻R21、电容C21、电容C22、双向稳压管TVS1和天线Ant，其中，

所述电阻R21，一端与所述4G通信模块输出端连接，另一端与所述天线Ant连接；

所述电容C21，一端连接至所述电阻R2与所述4G通信模块之间的电路上，另一端接地；

所述电容C22，一端连接至所述电阻R2与所述天线Ant之间的电路上，另一端接地；

所述双向稳压管TVS1，一端连接至所述电阻R2与所述天线Ant之间的电路上，另一端接地。

进一步地，所述振动加速度传感器装置还包括：

状态指示模块，用于接收所述处理器模块发出的状态指示信号，并进行相应亮灯提示。

进一步地，所述状态指示模块，包括：

反向器74HC04D以及连接至所述反向器74HC04D各个指示输出端的发光二极管。

进一步地，所述振动加速度传感器装置还包括：

RS-485通讯模块，用于为所述振动加速度传感器装置提供有线通信接口，以与外接分析终端进行有线通信连接，将所述处理器模块转换成的数字信号形式的振动加速度信号以有线通信方式发送至所述外接分析终端。

进一步地，所述RS-485通讯模块采用MAX13485EESA集成电路。

进一步地，所述处理器模块采用MCU处理器。

进一步地，所述电源模块，包括：

太阳能电池板、太阳能控制器和储电电池，所述太阳能电池板将光能转换成电能，并通过所述太阳能控制器将电能存储在所述储电电池中，以给所述振动加速度传感器装置提供工作电源。

第二方面，

本申请提供振动加速度检测***，包括：

服务器，以及

多个如上述任一项所述的振动加速度传感器装置，各个所述振动加速度传感器装置分别与所述服务器无线连接。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

通过本申请提供的供振动加速度传感器装置，当应用于诸如桥梁、大坝等受现场环境制约、布线存在很大不便的大型工程实施中时，能实现通过4G无线网络传输采集到的振动加速度，可以避免因现场布线环境制约导致电压信号传输损失的问题，进而可以满足诸如桥梁、大坝等受现场环境制约、布线存在很大不便的大型工程实施振动监控需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的振动加速度传感器装置的框图结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的加速度传感器模块的框图结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的4G天线模块的框图结构示意图；

图4是根据另一示例性实施例示出的振动加速度传感器装置的框图结构示意图；

图5是根据另一示例性实施例示出的状态指示模块的框图结构示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的RS-485通讯模块的电路结构示意图；

图7是根据另一示例性实施例示出的振动加速度传感器装置的框图结构示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的振动加速度检测***的框图结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的振动加速度传感器装置的框图结构示意图，该振动加速度传感器装置11包括：

加速度传感器模块101，用于检测被检对象的振动以得到模拟信号形式的振动加速度信号；

处理器模块102，用于接收设施加速度传感器模块101发送的模拟信号形式的振动加速度信号，并将模拟信号形式的振动加速度信号转换为数字信号形式的振动加速度信号；

4G通信模块103以及4G天线模块104，所述4G通信模块103用于接收所述处理器模块102转换成的数字信号形式的振动加速度信号，并通过所述4G天线模块104将数字信号形式的振动加速度信号发送至指定终端服务器；以及

电源模块105，用于为所述振动加速度传感器装置11提供工作电源。

具体的，传统振动加速度传感器装置11为有线传输传感器，以电压信号进行传输。当在应用于桥梁、大坝等工程实施中时，常常受现场环境制约，往往地，布线存在很大不便，比如，桥梁或者大坝上，各个传感器安装位置相对过远，布线太长，线上存在电压信号传输的损失。而本申请提供的供振动加速度传感器装置11，当应用于诸如桥梁、大坝等受现场环境制约、布线存在很大不便的大型工程实施中时，安装在各个振动监测点，无需考虑各个监测点距离位置的限制，加速度传感器模块101将监测到的模拟信号形式的振动加速度信号传输到处理器模块102，由处理器模块102将其转换成数字信号形式的振动加速度信号，然后传输给4G通信模块103，由4G通信模块103通过4G天线模块104发送给指定的终端服务器上，存储监测到的数据，工作人员可以通过调取终端服务器中存储的监测数据对各监测点进行分析。可见，通过本申请，能实现通过4G无线网络传输采集到的振动加速度，可以避免因现场布线环境制约导致电压信号传输损失的问题，进而可以满足诸如桥梁、大坝等受现场环境制约、布线存在很大不便的工程实施振动监控需求。

在实际应用中，对于处理器模块102，可以采用采用MCU处理器，相关技术中，采用MCU处理器具有相应的传感器接入端口，并具有A/D转换功能，将传感器检测到的模拟信号数据转换成数字信号数据。对于4G通信模块103可采用相关技术中各通信运营商对应4G制式的通信模块。

对于加速度传感器模块101，在一个实施例中，请参阅图2，图2是根据一示例性实施例示出的加速度传感器模块的框图结构示意图，该加速度传感器模块101包括：

加速度传感器芯片U，电容C11、电容C12、电容C13、C14、电容C15、电容C16、电感L1和电感L2，其中，

所述电容C11，一端与所述AVDD1.8引脚连接，另一端接入AGND；

所述电容C12，一端与所述DVDD1.8引脚连接，另一端接入GND；

所述电感L1另一端与所述AVDD引脚连接；以及

所述电感L2，一端接入AGND，另一端接入GND。

具体的，加速度传感器芯片采用相关技术中现有产品，如图2所示，该加速度传感器芯片具有14个功能引脚，在实际产品中，比如，ADXL2345型号三轴加速传感器芯片对应具有14个功能引脚。

对于4G天线模块104，在一个实施例中，请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的4G天线模块的框图结构示意图，该4G天线模块104包括：

电阻R21、电容C21、电容C22、双向稳压管TVS1和天线Ant，其中，

所述电阻R21，一端与所述4G通信模块103输出端连接，另一端与所述天线Ant连接；

所述电容C21，一端连接至所述电阻R2与所述4G通信模块103之间的电路上，另一端接地；

请参阅图4，图4是根据另一示例性实施例示出的振动加速度传感器装置的框图结构示意图，该振动加速度传感器装置11还包括：

状态指示模块106，用于接收所述处理器模块102发出的状态指示信号，并进行相应亮灯提示。

具体的，通过状态指示模块106，可以指示振动加速度传感器装置11的相关工作状态。

进一步地，对于状态指示模块106，请参阅图5，图5是根据另一示例性实施例示出的状态指示模块的框图结构示意图，该状态指示模块106包括：

请参阅图4，所述振动加速度传感器装置11还包括：

RS-485通讯模块107，用于为所述振动加速度传感器装置11提供有线通信接口，以与外接分析终端进行有线通信连接，将所述处理器模块102转换成的数字信号形式的振动加速度信号以有线通信方式发送至所述外接分析终端。

具体的，通过RS-485通讯模块107，可实现本申请提供的振动加速度传感器装置11在具有无线传输数据功能基础上，同时也还可以通过有线方式进行传输数据，以便于用户的选择。在实际应用中，请参阅图6，图6是根据一示例性实施例示出的RS-485通讯模块的电路结构示意图，所述RS-485通讯模块107可以采用MAX13485EESA集成电路来实现。

请参阅图7，图7是根据另一示例性实施例示出的振动加速度传感器装置的框图结构示意图，该振动加速度传感器装置11中，其电源模块105，包括：

太阳能电池板105a、太阳能控制器105b和储电电池105c，所述太阳能电池板105a将光能转换成电能，并通过所述太阳能控制器105b将电能存储在所述储电电池105c中，以给所述振动加速度传感器装置11提供工作电源。

具体的，当在应用于桥梁、大坝等工程实施中时，常常受现场环境制约，一方面，往往地，布线存在很大不便，比如，桥梁或者大坝上，各个传感器安装位置相对过远，布线太长，线上存在电压信号传输的损失；另一方面，同样地，供电电源同样布置不便，通过上述实施例方案，利用太阳能发电进行供电，能满足振动加速度传感器装置11在偏远不便地方监控时的供电需求。

请参阅图8，图8是根据一示例性实施例示出的振动加速度检测***的框图结构示意图，该振动加速度检测***1包括：

服务器12，以及

多个如上述任一项所述的振动加速度传感器装置11，各个所述振动加速度传感器装置11分别与所述服务器12无线连接。

关于上述实施例中的振动加速度检测***1，其振动加速度传感器装置11具体工作方式已经在上述有关的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当我们称部件被“连接”到另一部件时，它可以直接连接到其他部件，或者也可以通过中间部件实现两者的连接。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.振动加速度传感器装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述加速度传感器模块包括：

所述电容C11，一端与所述AVDD1.8引脚连接，另一端接入AGND；

所述电容C12，一端与所述DVDD1.8引脚连接，另一端接入GND；

所述电感L1另一端与所述AVDD引脚连接；以及

所述电感L2，一端接入AGND，另一端接入GND。

3.根据权利要求1所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述4G天线模块，包括：

电阻R21、电容C21、电容C22、双向稳压管TVS1和天线Ant，其中，

4.根据权利要求1-3任一项所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述振动加速度传感器装置还包括：

5.根据权利要求4所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述状态指示模块，包括：

6.根据权利要求1-3任一项所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述振动加速度传感器装置还包括：

7.根据权利要求6所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述RS-485通讯模块采用MAX13485EESA集成电路。

8.根据权利要求1所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述处理器模块采用MCU处理器。

9.根据权利要求1所述的振动加速度传感器装置，其特征在于，所述电源模块，包括：

10.振动加速度检测***，其特征在于，包括：

服务器，以及

多个如权利要求1-9任一项所述的振动加速度传感器装置，各个所述振动加速度传感器装置分别与所述服务器无线连接。