可自校准的组网式无线振动测试仪制造技术

本实用新型专利技术的一种可自校准的组网式无线振动测试仪，包括振动传感模块、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块，所述的振动传感模块由振动传感器和信号调理适配器构成，振动信号通过振动传感器经过信号调理适配器进入采集存储模块，采集模块由AD转换器和FLASH存储器构成，信号调理适配器将信号传送入AD转换器中，并经过微处理器模块的处理进入到FLASH存储器中，微处理器模块再通过自动校准模块与振动传感器相连接，无线组网模块完成多台测试仪之间的无线通信组网和GPS/BDS同步与定位。本实用新型专利技术测试仪高度集成，布设维护方便，能完成无线大范围组网，稳定可靠，具备同步测试及定位功能，适合于文物保护、桥梁健康监测等应用环境。

【技术实现步骤摘要】
可自校准的组网式无线振动测试仪
本技术属于振动量测
，特别是涉及一种可自校准的组网式无线振动测试仪。
技术介绍
随着工业经济的发展和人类活动的频繁，以及人们对文化遗产保护意识的加强，在世界文化遗产地内部及其周边的游客参观、交通运输、工程建设施工等活动所产生振动对古遗址、古建筑、古文物的影响受到文物保护部门的重视，由于这种持久性的微幅振动是长期存在并反复发生的，古遗址、古建筑、古文物受到长期累积影响后将引起疲劳效应而出现裂缝或者变形，所以世界文化遗产所能承受的振动量值非常有限，为了保护世界文化遗产，有必要在世界文化遗产地进行振动环境的监测，以便达到及时预警、提前保护的目的，由于大部分的世界文化遗产地面积较大，给全区域长期的微幅振动环境监测带来了不便，同时，为了能够保持世界文化遗产的原貌，对振动环境的监测也提出了尽量避免监测设备的安装、传输线缆的埋设、设施的后期维护等苛刻要求。 目前针对长期的、大范围的、多测点的微幅振动环境实时监测，一般采用有线组网方式，测试前端均使用分离式的传感器、放大器、数据采集仪和组网设备来完成测试任务，需要前期铺设线缆、调试安装多台复杂设备，线缆的铺设不仅会破坏世界文化遗产的原貌，也会对原本微弱的振动信号产生干扰和噪声，已有的基于ZIGBEE无线传感技术和无线数传模块的测试设备由于传输速率低、组网范围有限、无法同步测试等限制，仅在可休眠工作的低采样率、较少测点等测试场合使用，无法满足长期的、大范围的、多测点的监测需求，同时已有的技术在长期监测中还需要定期将设备拆卸回实验室进行传感器及测试设备的校准以保证测试精度，这样不仅会大大增加工作量，影响工作效率，还会出现监测的时间空隙，所以已有的技术并不能满足世界文化遗产地微振动环境的监测需求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可自校准的组网式无线振动测试仪，该测试仪集成振动传感、数据采集、无线组网和远程自动校准于一体，安装布设方便、适合大范围高速率组网，能够满足世界文化遗产地微振动环境的监测需求和建筑物、桥梁、工业厂房等的振动安全评估需求。 本技术的一种可自校准的组网式无线振动测试仪，包括机箱，在机箱内设置有振动传感模块、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块，所述的振动传感模块由振动传感器和信号调理适配器构成，振动信号通过振动传感器经过信号调理适配器进入采集存储模块，采集模块由AD转换器和FLASH存储器构成，信号调理适配器将信号传送入AD转换器中，并经过微处理模块的处理进入到FLASH存储器中，微处理模块通过自动校准模块与振动传感器相连接，无线组网模块完成多台测试仪之间的无线通信组网和GPS/BDS同步与定位，无线振动测试仪的各个模块均由供电模块提供能源。 所述的微处理模块为单片机或FPGA处理器。完成AD、FLASH、无线WIF1、GPS/BDS接收机、DA、调理电路增益等具体电路模块的驱动适配，根据测控需要通过处理器上烧录的固件程序完成测试过程的核心控制。 所述的无线组网模块包括WIFI设备和同步定位装置，WIFI设备采用以太网芯片W5300和以太网转WIFI芯片WizFi630内部集成，同步定位装置为UM220模块内部集成GPS和BDS双模接收机，WIFI设备和同步定位装置分别与微处理模块相连接。 所述的自校准模块包括DA转换器和校准线圈构成，可无线远程接收校准命令，DA转换器与微处理模块和传感器的校准线圈相连接，共同完成传感器的远程自动校准。 所述的供电模块由AC220V和可充电高能锂电池构成。 所述的信号调理适配器、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块集成设计于同一块电路板上，将该电路板与三个振动传感器共同组装至机箱内。 所述的振动传感器最大灵敏度为13Vs/m，在该灵敏度下的通频带为IHz?200Hz。 本技术的有益效果是:提供一种可远程自校准的组网式无线振动测试仪，测试仪高度集成，布设维护方便，无需有线连接，动态范围大，可测试微弱振动信号，采样速率高，可实时监测，能完成无线大范围组网，稳定可靠，具备同步测试及定位功能，克服了有线式、无线ZIGBEE式等测试手段在长期的、大范围的、多测点的振动环境实时监测中的局限性，此外，通过信号调理适配电路的放大倍数切换和传感器量程档位选择，可以拓展振动量测参数的测试范围，使得该技术也可以监测城市轨道交通、爆破拆除等引起的振动对周边建筑物的影响，监测车辆运输引起的振动对桥梁的影响，以及工业设备运行引起的振动对工业厂房的影响，从而为建筑物、桥梁、工业厂房等的振动安全评估提供技术支持。 【附图说明】 图1为本技术的模块结构组成示意图。 图中:1、振动传感器；2、信号调理适配器；3、AD转换器；4、FLASH存储器；5、校准线圈；6、DA转换器；7、微处理器；8、WIFI设备；9、同步定位装置；10、供电模块。 图2为本技术设计的电路原理示意图。 图3为本技术的典型应用信号流向图。 【具体实施方式】 结合附图，说明本技术的具体实施实例。 如附图1所示:本技术的一种可远程自校准的组网式无线振动测试仪，包括机箱，在机箱内设置有振动传感模块、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块10，所述的振动传感模块由振动传感器I和信号调理适配器2构成，振动信号通过振动传感器I经过信号调理适配器2进入采集存储模块，采集模块由AD转换器3和FLASH存储器4构成，信号调理适配器2将信号传送入AD转换器3中，并经过微处理模块的处理进入到FLASH存储器4中，微处理模块通过自动校准模块与振动传感器I相连接，无线组网模块完成多台测试仪之间的无线通信组网和GPS/BDS同步与定位，无线振动测试所述的振动传感模块和采集存储模块通过高精度振动传感器、信号调理适配电路和AD采样电路的优化设计，可测振动信号的最小速度为8X10-9m/s，不同量程档可远程自动仪的各个模块均由供电模块10提提供能源。 所述的振动传感模块和采集存储模块通过高精度振动传感器、信号调理适配电路和AD采样电路的优化设计，可测振动信号的最小速度为8X10-9m/s，不同量程档可远程自动切换，适合从极其微弱振动到较强振动的各种测试场合。 所述的微处理模块为单片机处理器或FPGA处理器。 所述的无线组网模块包括WIFI设备8和同步定位装置9，WIFI设备8采用以太网芯片W5300和以太网转WIFI芯片WizFi630内部集成，同步定位装置9为UM220模块内部集成GPS和BDS双模接收机，WIFI设备8和同步定位装置9分别与微处理模块相连接。 所述的自校准模块包括DA转换器6和校准线圈5构成，可无线远程接收校准命令，DA转换器6与微处理模块和振动传感器I的校准线圈相5连接，共同完成传感器的远程自动校准。 所述的供电模块由AC220V和可充电高能锂电池构成。 所述的信号调理适配器2、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块10集成设计于同一块电路板上，将该电路板与三个振动传感器I共同组装至机箱内。所述的机箱为圆筒形机箱，底部设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自校准的组网式无线振动测试仪，包括机箱，在机箱内设置有振动传感模块、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块，其特征在于：所述的振动传感模块由振动传感器和信号调理适配器构成，振动信号通过振动传感器经过信号调理适配器进入采集存储模块，采集模块由A/D转换器和FLASH存储器构成，信号调理适配器将信号传送入A/D转换器中，并经过微处理模块的处理进入到FLASH存储器中，微处理模块通过自动校准模块与振动传感器相连接，无线组网模块完成多台测试仪之间的无线通信组网和GPS/BDS同步与定位，无线振动测试仪的各个模块均由供电模块提供能源。

【技术特征摘要】
1.一种可自校准的组网式无线振动测试仪，包括机箱，在机箱内设置有振动传感模块、采集存储模块、微处理器模块、无线组网模块、自校准模块和供电模块，其特征在于:所述的振动传感模块由振动传感器和信号调理适配器构成，振动信号通过振动传感器经过信号调理适配器进入采集存储模块，采集模块由八/0转换器和卩“別存储器构成，信号调理适配器将信号传送入八/0转换器中，并经过微处理模块的处理进入到存储器中，微处理模块通过自动校准模块与振动传感器相连接，无线组网模块完成多台测试仪之间的无线通信组网和(^3/803同步与定位，无线振动测试仪的各个模块均由供电模块提供能源。2.根据权利要求1所述的可自校准的组网式无线振动测试仪，其特征在于，所述的振动传感模块和采集存储模块通过高精度振动传感器、信号调理适配电路和仙采样电路的优化设计，可测振动信号的最小速度为8X10—^1/8，不同量程档可远程自动切换，适合从极其微弱振动到较强振动的各种测试场合。3.根据权利要求1所述的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晋央，王旭东，杜建国，刘洪丽，余尚江，郭士旭，杨吉祥，周会娟，
申请(专利权)人：中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所，敦煌研究院，
类型：新型
国别省市：河南;41