一種檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)。包括：保護(hù)罩(1)、速度傳感器(2)、蓄電池(3)、慣性發(fā)電機(jī)(4)、控制器(5)、慣性開關(guān)(6)、天線(7)、無線模塊(8)、控制板(9)、支撐結(jié)構(gòu)(10)、結(jié)構(gòu)錨固鋼筋(11)；慣性發(fā)電機(jī)(4)、控制板(9)依靠螺栓機(jī)械手段固定于支撐結(jié)構(gòu)(10)上，控制器(5)、慣性開關(guān)(6)、無線模塊(8)依靠SMT制程布設(shè)于控制板(9)上，控制板(9)內(nèi)部設(shè)計(jì)有多層電路，將控制器(5)和各個(gè)功能模塊連接；天線(7)固定于保護(hù)罩上部內(nèi)側(cè)，依靠導(dǎo)線和無線模塊直接相連。有效解決了傳統(tǒng)測量方式對于線材的依賴和線材帶來的信號衰減、信號干擾等影響。
【專利說明】
一種檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)置速度傳感器，尤其涉及一種用于結(jié)構(gòu)檢測的可以自主供電的內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)如今，伴隨交通運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，高墩大跨結(jié)構(gòu)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來越重要，在役結(jié)構(gòu)的檢測也成為判斷結(jié)構(gòu)性能的一個(gè)必不可缺的方法和手段。傳統(tǒng)檢測方法依靠預(yù)先埋置鋼筋計(jì)并布設(shè)導(dǎo)線的方式來檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況；由于導(dǎo)線預(yù)支，在實(shí)際架設(shè)模板、混凝土澆筑時(shí)期容易因?yàn)槭┕さ纫蛩卦斐射摻钣?jì)導(dǎo)線的破損，引起鋼筋計(jì)的損傷。并且由于導(dǎo)線是永久埋植的，在實(shí)踐過程中，由于環(huán)境侵蝕或者動植物等因素，隨著時(shí)間的增長，鋼筋計(jì)會失去其使用效果。與此同時(shí)，大量的導(dǎo)線一方面會加大經(jīng)濟(jì)的投入，另外一方面由于導(dǎo)線自身的信號損耗和干擾會給結(jié)構(gòu)檢測帶來不小的誤差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)和不足中提供一種可以內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸型鋼筋計(jì)傳感器，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，投入成本低，施工方便并且壽命長、效率高、使用效果好，能夠有效解決現(xiàn)有檢測傳感器等不能長期有效穩(wěn)定的測量結(jié)構(gòu)某一特征值的缺陷和現(xiàn)有傳感器接線問題帶來的影響。
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用的方案是:一種檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，包括:保護(hù)罩、速度傳感器、蓄電池、慣性發(fā)電機(jī)、控制器、慣性開關(guān)、天線、無線模塊、控制板、支撐結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)錨固鋼筋;其中支撐結(jié)構(gòu)固定于保護(hù)罩的下半部，所述支撐結(jié)構(gòu)的間隙間安裝蓄電池，速度傳感器，慣性發(fā)電機(jī)、控制板依靠螺栓機(jī)械手段固定于支撐結(jié)構(gòu)上，控制器、慣性開關(guān)、無線模塊依靠SMT制程布設(shè)于控制板上，控制板內(nèi)部設(shè)計(jì)有多層電路，將控制器和各個(gè)功能模塊連接;天線固定于保護(hù)罩上部內(nèi)側(cè)，依靠導(dǎo)線和無線模塊直接相連。
[0005]優(yōu)選地，所述保護(hù)罩為金屬腔形構(gòu)件，分為上下兩個(gè)部分，通過機(jī)械錨固方式與結(jié)構(gòu)錨固鋼筋形成一個(gè)封閉整體，交界縫位置設(shè)有密封槽防止水汽滲入。
[0006]優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)錨固鋼筋為鋼筋計(jì)和外部受力主筋連接部位，依靠機(jī)械錨固或者焊接方式將鋼筋計(jì)接入主筋系統(tǒng)。
[0007]優(yōu)選地，慣性發(fā)電機(jī)為檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的能源模塊，其結(jié)構(gòu)為偏心系統(tǒng)，當(dāng)偏心系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)位移產(chǎn)生位置變化后發(fā)電機(jī)開始發(fā)電。
[0008]優(yōu)選地，鋼筋計(jì)傳感器是檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的功能組件，用來測量鋼筋應(yīng)力。
[0009]優(yōu)選地，無線模塊為檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的數(shù)據(jù)傳送模塊，經(jīng)由該模塊，將系統(tǒng)信息和傳感器測量數(shù)據(jù)傳輸給外部控制器。
[0010]優(yōu)選地，慣性開關(guān)為系統(tǒng)工作開關(guān)，依靠開關(guān)可以控制檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)工作狀態(tài)，并且切換發(fā)電機(jī)對蓄電池的充放電。
[0011 ]優(yōu)選地，傳感器于混凝土澆筑前安裝到位，依靠定位裝置進(jìn)行焊接或者機(jī)械錨固，混凝土澆筑過程中，需要預(yù)防因?yàn)榛炷羶A倒和振倒給傳感器帶來損傷。
[0012]優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)錨固鋼筋的材質(zhì)等級、尺寸、強(qiáng)度和剛度規(guī)格不低于結(jié)構(gòu)受力主筋鋼筋要求，實(shí)際使用過中需要將錨固鋼筋的參數(shù)及受力主筋相關(guān)參數(shù)輸入控制器程序，實(shí)際測量得到的應(yīng)力經(jīng)由控制器根據(jù)輸入?yún)?shù)計(jì)算調(diào)整后得到結(jié)構(gòu)受力主筋的真實(shí)應(yīng)力，并借助于無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠拷邮斩恕?br>[0013]實(shí)用新型本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1.結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，且體積小，重量輕，依靠無線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，節(jié)省了大量導(dǎo)線的經(jīng)費(fèi)；
[0015]2.數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，無信號干擾現(xiàn)象發(fā)生；
[0016]3.由于傳感器的內(nèi)置，在實(shí)際使用時(shí)候無需搭架子、接線等繁雜的工程順序，使用過程中人力成本較低；
[0017]4.由于依靠無線可以和電腦直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將大量的數(shù)據(jù)傳遞和整理的工作直接交給電腦來進(jìn)行操作，中間過程的信號損失減少，有助于更加準(zhǔn)確的判斷結(jié)構(gòu)工作情況。
【附圖說明】
[0018]附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖1標(biāo)記說明:
[0020]1-保護(hù)罩； 2—速度傳感器；3—蓄電池；
[0021]4一慣性發(fā)電機(jī)；5—控制器； 6—慣性開關(guān)；
[0022]7—天線；8—無線模塊； 9—控制板；
[0023]10—支撐結(jié)構(gòu)；11—結(jié)構(gòu)錨固鋼筋。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，本發(fā)明包括內(nèi)置蓄電池3、慣性發(fā)電機(jī)4、慣性開關(guān)6、速度傳感器2、無線模塊8、控制板9、防護(hù)罩1、支撐結(jié)構(gòu)10組成;其中內(nèi)置蓄電池3、慣性發(fā)電機(jī)4、慣性開關(guān)6、功能傳感器2、無線模塊8、控制板9固定于內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)10之上，無線發(fā)射天線7固定于防護(hù)罩I上，依靠導(dǎo)線和控制板9相連;控制板9包含控制器5、時(shí)鐘模塊、無線模塊8，其他部分依靠導(dǎo)線和控制器相連。使用中，慣性發(fā)電機(jī)4首先做動，驅(qū)動慣性6開關(guān)進(jìn)行通電，內(nèi)置控制器5執(zhí)行嵌入程序，判斷各個(gè)功能模塊是否工作正常后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換和傳輸工作。
[0025]本實(shí)例中，在架設(shè)好結(jié)構(gòu)鋼筋籠后，將預(yù)埋處的結(jié)構(gòu)主筋斷開，用機(jī)械或者焊接的方式將本發(fā)明的鋼筋計(jì)同軸安裝到結(jié)構(gòu)主筋位置。
[0026]本實(shí)施例中，系統(tǒng)經(jīng)過測試功能無誤后，依靠保護(hù)罩I進(jìn)行保護(hù)，隨著混凝土的澆筑一起埋置于構(gòu)建內(nèi)部。埋置過程中，需要按照設(shè)計(jì)好的方向進(jìn)行定位。
[0027]本實(shí)施例中，當(dāng)構(gòu)件驗(yàn)收合格交付使用后，伴隨外部荷載激勵(lì)，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定的位移，此時(shí)慣性發(fā)電機(jī)4開始做動發(fā)電。
[0028]本實(shí)例中，當(dāng)慣性發(fā)電機(jī)4開始作動給電路通過點(diǎn)后，慣性開關(guān)切換至通路狀態(tài)，系統(tǒng)進(jìn)入自檢狀態(tài)，自檢完成后各個(gè)功能模塊開始工作。
[0029]本實(shí)例中，功能傳感器2是本系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)開始工作后功能傳感器執(zhí)行具體功能，并將測量得到的數(shù)據(jù)以電流的形式反饋給控制器5。
[0030]本實(shí)例中，控制器5為系統(tǒng)的核心控制模塊，相關(guān)控制程序由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者預(yù)先編制好燒錄進(jìn)控制器，工作中，由控制器主動讀取并執(zhí)行相關(guān)指令。
[0031]本實(shí)例中，控制器5獲取功能傳感器的數(shù)據(jù)信號后，將具體信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過無線模塊發(fā)送給外部接收器。
[0032]本實(shí)例中，無線發(fā)射天線7內(nèi)置于保護(hù)罩I內(nèi)側(cè)，通過導(dǎo)線和無線模塊相連。
[0033]本實(shí)例中，支撐結(jié)構(gòu)10是結(jié)構(gòu)的內(nèi)部支撐，是整個(gè)系統(tǒng)的骨架，所有的功能部件都固定于支撐結(jié)構(gòu)之上。
[0034]本實(shí)例中，一種自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)實(shí)際使用過程中必須要優(yōu)先于混凝土澆筑之前，通過焊接等方式固定于結(jié)構(gòu)指定位置，在混凝土澆筑過程中需要避免傾倒和振倒施工工序?qū)鞲衅鞯膿p傷。
[0035]以上所述，近視本發(fā)明的較佳實(shí)施實(shí)例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施實(shí)例進(jìn)行任何形式的修改，變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍然屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于，包括:保護(hù)罩(I)、速度傳感器(2)、蓄電池(3)、慣性發(fā)電機(jī)(4)、控制器(5)、慣性開關(guān)(6)、天線(7)、無線模塊(8)、控制板(9)、支撐結(jié)構(gòu)(10)、結(jié)構(gòu)錨固鋼筋(11);其中支撐結(jié)構(gòu)(10)固定于保護(hù)罩(I)的下半部，所述支撐結(jié)構(gòu)的間隙間安裝蓄電池(3)，速度傳感器(2)，慣性發(fā)電機(jī)(4)、控制板(9)依靠螺栓機(jī)械手段固定于支撐結(jié)構(gòu)(10)上，控制器(5)、慣性開關(guān)(6)、無線模塊(8)依靠SMT制程布設(shè)于控制板(9)上，控制板(9)內(nèi)部設(shè)計(jì)有多層電路，將控制器(5)和各個(gè)功能模塊連接;天線(7)固定于保護(hù)罩上部內(nèi)側(cè)，依靠導(dǎo)線和無線模塊直接相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:所述保護(hù)罩(I)為金屬腔形構(gòu)件，分為上下兩個(gè)部分，通過機(jī)械錨固方式與結(jié)構(gòu)錨固鋼筋(11)形成一個(gè)封閉整體，交界縫位置設(shè)有密封槽防止水汽滲入。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:結(jié)構(gòu)錨固鋼筋為鋼筋計(jì)和外部受力主筋連接部位，依靠機(jī)械錨固或者焊接方式將鋼筋計(jì)接入主筋系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:慣性發(fā)電機(jī)(4)為檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的能源模塊，其結(jié)構(gòu)為偏心系統(tǒng)，當(dāng)偏心系統(tǒng)的測量結(jié)構(gòu)位移產(chǎn)生位置變化后發(fā)電機(jī)開始發(fā)電。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:鋼筋計(jì)傳感器(2)是檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的功能組件，用來測量鋼筋應(yīng)力。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:無線模塊(8)為檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)的數(shù)據(jù)傳送模塊，經(jīng)由該模塊，將系統(tǒng)信息和傳感器測量數(shù)據(jù)傳輸給外部控制器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:慣性開關(guān)(6)為系統(tǒng)工作開關(guān)，依靠開關(guān)可以控制檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)工作狀態(tài)，并且切換慣性發(fā)電機(jī)(4)對蓄電池(3)的充放電。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:傳感器于混凝土澆筑前安裝到位，依靠定位裝置進(jìn)行焊接或者機(jī)械錨固，混凝土澆筑過程中，需要預(yù)防因?yàn)榛炷羶A倒和振倒給傳感器帶來損傷。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測用自供電內(nèi)置式無線數(shù)據(jù)傳輸鋼筋計(jì)，其特征在于:結(jié)構(gòu)錨固鋼筋的材質(zhì)等級、尺寸、強(qiáng)度和剛度規(guī)格不低于結(jié)構(gòu)受力主筋鋼筋要求，實(shí)際使用過程中需要將錨固鋼筋的參數(shù)及受力主筋相關(guān)參數(shù)輸入控制器程序，實(shí)際測量得到的應(yīng)力經(jīng)由控制器根據(jù)輸入?yún)?shù)計(jì)算調(diào)整后得到結(jié)構(gòu)受力主筋的真實(shí)應(yīng)力，并借助于無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠拷邮斩恕?br>【文檔編號】G08C17/02GK205506852SQ201521125294
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】徐兵
【申請人】鹽城工學(xué)院