一种物流运输振动监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种物流运输振动监测系统，包括微处理器和与微处理器电连接的A/D转换电路、电源电路、无线通信模块、LCD显示模块、通道选择按钮，A/D转换电路与信号调理电路连接，信号调理电路与压电传感器连接，压电传感器安装在被监测的货物上；信号调理电路包括电荷放大器和与电荷放大器连接的电压放大器，电压放大器与低通滤波器连接，低通滤波器与一级积分器连接，一级积分器与二级积分器连接。本实用新型专利技术使用压电式传感器采集数据，测量指标是振动物体表面的加速度、速度和位移，且具有远程通信功能，可以将监测的振动状况数据无线发送到远程的监控终端上；同时，测量的精度高，测量速度快，体积较小，功能多样，成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物流运输
，尤其涉及一种物流运输振动监测系统。
技术介绍
物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程，根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。运输是现代物流业中十分重要的一个环节之一，通过运输，向生产者源源不断地运送生产材料，保证生产的顺利进行，同时又把商品不断地运送到消费市场，满足消费者的需求。由于生产需求的多元化，运输的物品具有多样性，对运输的要求呈现多样化。易碎物品或危险品的运输，需要对其运输过程中的振动参数进行监测，以保证运输物品的完整性或安全性。但现有技术的许多振动测试系统已不能满足现场应用的要求，由于速度慢、体积大、精度不高、功能单一、价格昂贵，越来越不适应物流运输监测的需求。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种物流运输振动监测系统，以解决现有技术的不足。为实现上述目的，本技术提供了一种物流运输振动监测系统，其特征在于：包括微处理器和与微处理器电连接的A/D转换电路、电源电路、无线通信模块、LCD显示模块、通道选择按钮，所述A/D转换电路与信号调理电路连接，所述信号调理电路与压电传感器连接，压电传感器安装在被监测的货物上；所述信号调理电路包括电荷放大器和与电荷放大器连接的电压放大器，所述电压放大器与低通滤波器连接，所述低通滤波器与一级积分器连接，所述一级积分器与二级积分器连接。上述的一种物流运输振动监测系统，其特征在于：所述压电传感器采用YD系列压电式传感器YD-1。上述的一种物流运输振动监测系统，其特征在于：所述低通滤波器采用基于AD626的有源低通滤波电路。上述的一种物流运输振动监测系统，其特征在于：所述一级积分器、二级积分器均采用基于TL074的积分电路。上述的一种物流运输振动监测系统，其特征在于：所述无线通信模块采用4G通信模块。本技术的有益效果是：本技术使用压电式传感器采集数据，测量指标是振动物体表面的加速度、速度和位移。系统采用锂电池供电，能够保证系统工作的稳定性和持续性；对于信号的调理，采用的是二阶压控电压源巴特沃斯高通滤波器，消除了干扰信号的同时保证了信号的频带宽度；具有远程通信功能，可以将监测的振动状况数据无线发送到远程的监控终端上；同时，测量的精度高，测量速度快，体积较小，功能多样，成本较低。以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本技术的整体结构框图。图2是本技术的信号调理电路结构框图。图3是本技术的电荷放大器原理图。图4是本技术的低通滤波器原理图。图5是本技术的一级积分器原理图。图6是本技术的二级积分器原理图。具体实施方式如图1、2所示，一种物流运输振动监测系统，其特征在于：包括微处理器1和与微处理器1电连接的A/D转换电路4、电源电路5、无线通信模块6、LCD显示模块7、通道选择按钮8，所述A/D转换电路4与信号调理电路3连接，所述信号调理电路3与压电传感器2连接，压电传感器2安装在被监测的货物上；所述信号调理电路3包括电荷放大器31和与电荷放大器31连接的电压放大器32，所述电压放大器32与低通滤波器33连接，所述低通滤波器33与一级积分器34连接，所述一级积分器34与二级积分器35连接。本实施例中，所述压电传感器2采用YD系列压电式传感器YD-1。压电式加速度传感器在振动测试领域中是应用最广泛的传感器之一，它具有工作频带宽、体积小、重量轻、寿命长、安装方便、不易损坏等有点。压电式传感器主要利用压电晶体受压缩时产生压电效应，产生电荷量。压电加速度传感器要求高输入阻抗的电荷放大器，对传感器的输出信号进行变换。测振仪中使用的压电晶体加速度传感器，输出电荷信号，所以前置放大电路采用电荷放大器的形式，其输出电压正比于输入电荷。另外还可以将高内阻的电荷源转换为低内阻的电压源输出，起到了阻抗变换的作用。电荷放大器电路原理图如图3所示。其工作原理是:具有压电效应的物质在受到外界压力时产内部电场，从而在两个输出极板上分别产生一定数量的极性相反的电荷Q，此时压电片相当于一个电容器，其电容值为CA，图中虚线部分就是压电晶体加速度传感器的等效电路。压电片两板之间输出电压Ua=Q/CA，考虑到放大器A输入阻抗中的电容CI，连接电缆的电容CC，则整个传感器的等效电容C=Ca+CC+CI，此时传感器之间输出部分的实际电压为U=C/Q。但是由于放大器输入阻抗中的电阻RA以及压电晶体传感器输出电阻RA不可能是无穷大的，所以将有一部分电荷通过RI和RA泄漏掉，导致压电晶体两块极板之间的电压不断下降，这和电容放电的情况类似，极板之间的输出电压将以时间常数τ≈RC(R=RI//RA≈RI)衰减，衰减的快慢由τ决定，一般情况下有RA>>RI，所以尽量增加前置放大电路的输入电阻是压电传感器对前置放大器的主要技术要求之一。本实施例中，所述低通滤波器33采用基于AD626的有源低通滤波电路。利用AD626能方便实现低通滤波器的功能，只要在滤波器引脚和地之间连接一个电容，就能进行低通滤波，其电路如图4所示。将引脚7接入地之可以得到的放大倍数为100，即K=100。本实施例中，所述一级积分器34、二级积分器35均采用基于TL074的积分电路。一级积分器电路设计需要把加速度信号转换为速度信号，电路图如图5所示,二级积分器电路设计需要把速度速度信号转换为位移信号，电路图如图6所示。本实施例中，所述无线通信模块6采用4G通信模块。可以将监测的振动状况数据无线发送到远程的监控终端上，便于远程监控，提升了系统可靠性。本技术工作原理是：传感器模块采用的是压电式加速度传感器把振动信号转换成电荷信号。信号调理模块包括电荷放大电路、滤波电路和积分电路（一次积分和二次积分），该模块将传感器转换成的微弱的电压信号放大、滤波，然后通过积分电路将加速度信号转换成速度和位移，A/D转换电路模块是将电压模拟信号转换成数字信号以便让微处理器处理，LCD显示模块将测量结果通过显示屏直观的显示出来。无线通信模块可以将监测的振动状况数据无线发送到远程的监控终端上，便于远程监控，提升了系统可靠性。以上详细描述了本技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本技术的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物流运输振动监测系统，其特征在于：包括微处理器（1）和与微处理器（1）电连接的A/D转换电路（4）、电源电路（5）、无线通信模块（6）、LCD显示模块（7）、通道选择按钮（8），所述A/D转换电路（4）与信号调理电路（3）连接，所述信号调理电路（3）与压电传感器（2）连接，压电传感器（2）安装在被监测的货物上；所述信号调理电路（3）包括电荷放大器（31）和与电荷放大器（31）连接的电压放大器（32），所述电压放大器（32）与低通滤波器（33）连接，所述低通滤波器（33）与一级积分器（34）连接，所述一级积分器（34）与二级积分器（35）连接。

【技术特征摘要】
1.一种物流运输振动监测系统，其特征在于：包括微处理器（1）和与微处理器（1）电连接的A/D转换电路（4）、电源电路（5）、无线通信模块（6）、LCD显示模块（7）、通道选择按钮（8），所述A/D转换电路（4）与信号调理电路（3）连接，所述信号调理电路（3）与压电传感器（2）连接，压电传感器（2）安装在被监测的货物上；所述信号调理电路（3）包括电荷放大器（31）和与电荷放大器（31）连接的电压放大器（32），所述电压放大器（32）与低通滤波器（33）连接，所述低通滤波器（33）与一级积分器（34）连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓勇，赵小琴，
申请(专利权)人：宁夏澍侍信息科技有限公司，张晓勇，赵小琴，
类型：新型
国别省市：宁夏;64