一种建筑结构的频率测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种建筑结构的频率测量系统，包括主控制器、激励电路、电平控制电路、振弦传感器、接入检测电路、输出信号调理电路和显示器。主控制器向激励电路输入PWM信号，当接入检测电路检测到振弦传感器已接入测量系统，主控制器向电平控制电路发出控制信号，电平控制电路向振弦传感器输出激励电路产生的激励信号，振弦传感器在激励信号的作用下生成频率检测信号，并将频率检测信号经输出信号调理电路传送给主控制器，主控制器将接收到的数据显示在显示器上。本实用新型专利技术结构简单、精度高、低成本，普遍适合当今的民用和公用建筑。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于仪器测量
，特别涉及了一种建筑结构的频率测量系统。
技术介绍
近年来，房屋、桥梁垮塌事故屡有发生，给人民群众的人身和财产安全带来了极大的威胁。而在房屋和大跨度混凝土桥梁施工及成桥运营过程中，应力测试是评价其状态的重要指标。目前，市面上的应力传感器多为带膜片的传感器，大多依赖欧美进口，价格昂贵，而且检测控制系统复杂，实时性差，并不适合我国民用和公用建筑。因此，设计出一款既经济又实用的建筑结构的应力测量系统，为建筑的安全做好风险评估，成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本技术旨在提供一种建筑结构的频率测量系统，它结构简单、精度高、低成本，普遍适合当今的民用和公用建筑。为了实现上述技术目的，本技术的技术方案为：一种建筑结构的频率测量系统，包括主控制器、激励电路、电平控制电路、振弦传感器、接入检测电路、输出信号调理电路和显示器，所述激励电路的输入端连接主控制器，所述电平控制电路的输入端连接激励电路的输出端，电平控制电路的输出端连接振弦传感器的接入端，电平控制电路的控制端连接主控制器，所述接入检测电路的输入端连接振弦传感器的接入端，接入检测电路的输出端连接主控制器，所述输出信号调理电路的输入端连接振弦传感器的输出端，输出信号调理电路的输出端连接主控制器，所述显示器连接主控制器；主控制器向激励电路输入PWM信号，当接入检测电路检测到振弦传感器已接入测量系统，主控制器向电平控制电路发出控制信号，电平控制电路向振弦传感器输出激励电路产生的激励信号，振弦传感器在激励信号的作用下生成频率检测信号，并将频率检测信号经输出信号调理电路传送给主控制器，主控制器将接收到的数据显示在显示器上。基于上述技术方案的优选方案，所述振弦传感器包括一弹性壳体，弹性壳体内部有中空区域，所述中空区域内设有1根钢弦、1个激励线圈、1个接收线圈，激励线圈和接收线圈的中心处均设有磁铁，中空区域的两端分别设有紧固夹头，用于安装钢弦；所述激励线圈接收激励信号，使钢弦在磁场中振动，接收线圈接收钢弦在磁场中振动产生的感应电势。基于上述技术方案的优选方案，所述激励电路包括第一三极管、第一电感、第一电容、第一电解电容、第一电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一三极管的基极接入主控制器输出的PWM信号，第一三极管的基极经第一电阻与电源电压相连，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极经第一电感与电源电压相连，第一电容的两端分别连接电源电压和地线，第一电解电容的负极接地，第一电解电容的正极连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第一三极管的集电极，第二二极管的阳极接地，第二二极管的阴极连接第一三极管的集电极，第一电解电容的正极连接电平控制电路。基于上述技术方案的优选方案，所述电平控制电路包括第二三极管、第三三极管、第三二极管和第二～第五电阻，所述第二三极管的基极经第二电阻与主控制器相连，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极经第三电阻与第三三极管的基极相连，第三三极管的基极经第四电阻与第三三极管的发射极相连，第三二极管的阴极连接第三三极管的集电极，第三二极管的阳极接地，第三三极管的发射极经第五电阻与激励电路相连，第三三极管的集电极连接振弦传感器的接入端。基于上述技术方案的优选方案，所述接入检测电路包括双列开关二极管、第一运放、第二～第四电容和第六～第十电阻，所述双列开关二极管包括第四二极管的第五二极管，第四二极管的阳极分别连接第五二极管的阴极，第四二极管的阴极连接电源电压，第五二极管的阳极接地，第六电阻的一端经第七电阻与电源电压相连，第六电阻的另一端经第二电容与地线相连，第八电阻的一端与第六电阻和第七电阻的公共端相连，第八电阻的另一端接地，第三电容的一端经第九电阻与第六电阻和第七电阻的公共端相连，第三电容的另一端接地，第一运放的正输入端连接第四二极管阳极，第一运放的负输入端接入基准电压，第一运放的输出端连接第一运放的负输入端，第四电容的一端经第十电阻与第一运放的输出端相连，第四电容的另一端连接主控制器。基于上述技术方案的优选方案，所述主控制器采用STC12LE5A60S2单片机。采用上述技术方案带来的有益效果：本技术结构简单，成本低廉，易于生产，广泛适用于当前民用和公用建筑。本技术能够实时读取检测结果，使用方便直观，适合大规模推广应用，为建筑的安全做好风险评估，降低建筑风险带来的生命财产损失。附图说明图1是本技术的系统组成框图。图2是本技术中激励电路图。图3是本技术中电平控制电路图。图4是本技术中接入检测电路图。标号说明：R1～R10：第一～第十电阻；C1～C4：第一～第四电容；D1～D5：第一～第五二极管；Q1～Q3：第一～第三三极管；C：第一电解电容；L1：第一电感；U1：第一运放。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，一种建筑结构的频率测量系统，包括主控制器、激励电路、电平控制电路、振弦传感器、接入检测电路、输出信号调理电路和显示器。所述激励电路的输入端连接主控制器，所述电平控制电路的输入端连接激励电路的输出端，电平控制电路的输出端连接振弦传感器的接入端，电平控制电路的控制端连接主控制器，所述接入检测电路的输入端连接振弦传感器的接入端，接入检测电路的输出端连接主控制器，所述输出信号调理电路的输入端连接振弦传感器的输出端，输出信号调理电路的输出端连接主控制器，所述显示器连接主控制器。在本实施例中，振弦传感器包括一弹性壳体，弹性壳体内部有中空区域，所述中空区域内设有1根钢弦、1个激励线圈、1个接收线圈，激励线圈和接收线圈的中心处均设有磁铁，中空区域的两端分别设有紧固夹头，用于安装钢弦。振弦传感器属于频率型传感器，使用时将振弦传感器埋设在待检测的建筑结构中。钢弦的自振频率与其张紧力的大小有关，在钢弦几何尺寸确定之后，振弦振动频率的变化量，即可表征受力的大小。激励线圈接收激励信号产生磁场，钢弦在磁场中振动，钢弦振动后在磁场中切割磁力线，所产生的感应电势由接收线圈采集并输出，感应电势的交变频率即为钢弦振动频率。如图2所示，在本实施例中，激励电路包括第一三极管Q1、第一电感L1、第一电容C1、第一电解电容C、第一电阻R1、第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一三极管的基极接入主控制器输出的PWM信号，第一三极管的基极经第一电阻与电源电压相连，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极经第一电感与电源电压相连，第一电容的两端分别连接电源电压和地线，第一电解电容的负极接地，第一电解电容的正极连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第一三极管的集电极，第二二极管的阳极接地，第二二极管的阴极连接第一三极管的集电极，第一电解电容的正极连接电平控制电路。如图3所示，在本实施例中，电平控制电路包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第三二极管D3和第二～第五电阻R2～R5，所述第二三极管的基极经第二电阻与主控制器相连，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极经第三电阻与第三三极管的基极相连，第三三极管的基极经第四电阻与第三三极管的发射极相连，第三二极管的阴极连接第三三极管的集电极，第三二极管的阳极接地，第三三极管的发射极经第五电阻与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑结构的频率测量系统，其特征在于：包括主控制器、激励电路、电平控制电路、振弦传感器、接入检测电路、输出信号调理电路和显示器，所述激励电路的输入端连接主控制器，所述电平控制电路的输入端连接激励电路的输出端，电平控制电路的输出端连接振弦传感器的接入端，电平控制电路的控制端连接主控制器，所述接入检测电路的输入端连接振弦传感器的接入端，接入检测电路的输出端连接主控制器，所述输出信号调理电路的输入端连接振弦传感器的输出端，输出信号调理电路的输出端连接主控制器，所述显示器连接主控制器；主控制器向激励电路输入PWM信号，当接入检测电路检测到振弦传感器已接入测量系统，主控制器向电平控制电路发出控制信号，电平控制电路向振弦传感器输出激励电路产生的激励信号，振弦传感器在激励信号的作用下生成频率检测信号，并将频率检测信号经输出信号调理电路传送给主控制器，主控制器将接收到的数据显示在显示器上。

【技术特征摘要】
1.一种建筑结构的频率测量系统，其特征在于：包括主控制器、激励电路、电平控制电路、振弦传感器、接入检测电路、输出信号调理电路和显示器，所述激励电路的输入端连接主控制器，所述电平控制电路的输入端连接激励电路的输出端，电平控制电路的输出端连接振弦传感器的接入端，电平控制电路的控制端连接主控制器，所述接入检测电路的输入端连接振弦传感器的接入端，接入检测电路的输出端连接主控制器，所述输出信号调理电路的输入端连接振弦传感器的输出端，输出信号调理电路的输出端连接主控制器，所述显示器连接主控制器；主控制器向激励电路输入PWM信号，当接入检测电路检测到振弦传感器已接入测量系统，主控制器向电平控制电路发出控制信号，电平控制电路向振弦传感器输出激励电路产生的激励信号，振弦传感器在激励信号的作用下生成频率检测信号，并将频率检测信号经输出信号调理电路传送给主控制器，主控制器将接收到的数据显示在显示器上。2.根据权利要求1所述一种建筑结构的频率测量系统，其特征在于：所述振弦传感器包括一弹性壳体，弹性壳体内部有中空区域，所述中空区域内设有1根钢弦、1个激励线圈、1个接收线圈，激励线圈和接收线圈的中心处均设有磁铁，中空区域的两端分别设有紧固夹头，用于安装钢弦；所述激励线圈接收激励信号，使钢弦在磁场中振动，接收线圈接收钢弦在磁场中振动产生的感应电势。3.根据权利要求1所述一种建筑结构的频率测量系统，其特征在于：所述激励电路包括第一三极管、第一电感、第一电容、第一电解电容、第一电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一三极管的基极接入主控制器输出的PWM信号，第一三极管的基极经第一电阻与电源电压相连，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极经第一电感与电源电压相连，第一电容的两端分别连接电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，朱军，杨祎琛，顾科诚，
申请(专利权)人：无锡机电高等职业技术学校，
类型：新型
国别省市：江苏;32