一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置。包括套设且固定于拉索上的管状壳体、固定于管状壳体上的固定座以及固定于固定座上的采集座，所述采集座内设置有用于测量拉索振动频率的MEMS电容传感器、PCB电路板，所述PCB电路板上设置有微处理器及与该微处理器连接的模数转换模块、用于与移动终端进行通信的无线发射模块以及与模数转换模块连接的信号放大电路，所述信号放大电路与所述MEMS电容传感器连接。本实用新型专利技术具有体积质量小、价格低廉、耗能低、谐振频率高和响应时间短等优点，降低了测试成本且减小了安全隐患。

Wireless cable force testing and alarming device based on MEMS capacitance sensor

The utility model relates to a wireless cable force test and alarm device based on a MEMS capacitance sensor. Set includes a tubular shell, and fixed on the cable attached to the tubular shell on the fixed seat and fixed on the fixed seat of the acquisition seat, the seat is provided with a collection for MEMS capacitive sensor, PCB circuit board of measuring cable vibration frequency, the PCB is arranged on the printed circuit board and connected with the microprocessor module the microprocessor module, and mobile communication terminal for wireless transmitting module and analog digital conversion module is connected with the signal amplification circuit, the signal amplification circuit and the MEMS capacitance sensor connection. The utility model has the advantages of small volume, low cost, low energy consumption, high resonance frequency, short response time, etc. the test cost is reduced and the safety hidden danger is reduced.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置。
技术介绍
随着工程建设的大力、快速地发展，索由于其结构形式简单、美观、经济等优势,使得其大量地应用在工程建筑中,特别在桥梁建设中,如斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆、拱桥系杆、悬索桥主揽等都是索。索的索力大小关系到结构安全,在索的应用中,索的索力一般都很大,如在斜拉桥中,斜拉索甚至能承受几百吨的力,然后将力传递到索连接的结构上(如主塔、主梁、端横梁、主拱)，可见，索的索力对于这些连接结构的局部及整体受力都至关重要，因此，对于索的索力识别是非常重要的。目前国内外可用于索力测试的振动传感器有压电传感器、MEMS电容传感器、拾振器等，石英压电传感器由于价格比较昂贵在桥梁索力测试应用的还比较少，目前比较常用的是拾振器测试索力，但是拾振器质量较大，且有很强的方向性，安装时候需要选择横向拾振器，尽管这样，对于斜拉桥的缆索，用横向拾振器时候也会给操作人员带来很多不变，绑扎时候可能方向不当导致测试信号受损，灵敏度降低，影响分析。MEMS电容传感器是新型的振动加速度传感器，可以测试任意方向的振动，且横向灵敏度很低，传感器小巧轻便，功耗低，因此在很多场合都得到了广泛应用，如高铁的振动监测、手机及笔记本的抖动监测等。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，该装置具有体积质量小、价格低廉、耗能低、谐振频率高和响应时间短等优点，降低了测试成本且减小了安全隐患。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，包括套设且固定于拉索上的管状壳体、固定于管状壳体上的固定座以及固定于固定座上的采集座，所述采集座内设置有用于测量拉索振动频率的MEMS电容传感器、PCB电路板，所述PCB电路板上设置有微处理器及与该微处理器连接的模数转换模块、用于与移动终端进行通信的无线发射模块以及与模数转换模块连接的信号放大电路，所述信号放大电路与所述MEMS电容传感器连接。在本技术一实施例中，所述管状壳体的内壁设置有至少一个凹槽，以配合弹片将整个装置固定于拉索上。在本技术一实施例中，所述凹槽为3个。在本技术一实施例中，所述采集座顶部还开设有一用于放置天线的槽口，所述天线与无线发射模块连接。在本技术一实施例中，所述天线为卧式天线。在本技术一实施例中，所述采集座侧壁还设置有报警灯，该报警灯与所述微处理器连接。在本技术一实施例中，所述移动终端为手机或平板。在本技术一实施例中，所述采集座的上还设置有一充电口，该充电口通过设置于采集座内的充放电模块与所述微处理器连接。相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：本技术具有体积质量小、价格低廉、耗能低、谐振频率高和响应时间短等优点，降低了测试成本且减小了安全隐患。附图说明图1是本技术实现电路原理框图。图2是本技术装置结构图。图3是本技术装置剖视图。图4是本技术装置俯视图。图中：0-拉索，1-管状壳体，2-固定座，3-采集座，4-凹槽，5-报警灯，6-充电口，7-槽口，8-天线，9-弹片。具体实施方式下面结合附图，对本技术的技术方案进行具体说明。如图1-4所示，本技术的一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，包括套设且固定于拉索0上的管状壳体1、固定于管状壳体1上的固定座2以及固定于固定座2上的采集座3，所述采集座3内设置有用于测量拉索振动频率的MEMS电容传感器、PCB电路板，所述PCB电路板上设置有微处理器及与该微处理器连接的模数转换模块、用于与移动终端（移动终端为手机或平板等其他移动设备）进行通信的无线发射模块以及与模数转换模块连接的信号放大电路，所述信号放大电路与所述MEMS电容传感器连接。所述管状壳体1的内壁设置有至少一个凹槽4（本实施例中采用3个），以配合弹片9将整个装置固定于拉索0上。所述采集座3顶部还开设有一用于放置天线8的槽口7，所述天线8与无线发射模块连接。所述天线8为卧式天线。所述采集座3侧壁还设置有报警灯5，该报警灯5与所述微处理器连接。所述采集座3的上还设置有一充电口6，该充电口6通过设置于采集座3内的充放电模块与所述微处理器连接。本技术装置通过移动终端上设置的的上层软件，包括数据采集软件和索力传感器分析软件，通过数据采集软件控制和管理各个无线索力传感器，获取所需要的数据信息，同时存储采集到传感器数据；并在移动终端上显示数据的实时波形显示、频谱显示等。而索力传感器分析软件主要对不同索力数据进行分析，进行索力数据的阶频识别，基于识别出的索力阶频数据，结合式(1)及桥梁的施工设计资料，自动推算出当前的索力数据。（1）式中：T为斜拉索索力；ρ为斜拉索单位长度的质量；l为斜拉索的长度；f为第n阶固有频率。本技术装置不管是横向绑扎还是垂直方向固定在拉索上，都可以测试斜拉索的振动频率，两个方向显示的各阶频率一致，但通过实验可知，垂直方向响应的频率幅值大约是横向方向的3倍左右。因此使用本技术装置比横向拾振器在测试可以更加灵活。以上是本技术的较佳实施例，凡依本技术技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本技术技术方案的范围时，均属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，其特征在于：包括套设且固定于拉索上的管状壳体、固定于管状壳体上的固定座以及固定于固定座上的采集座，所述采集座内设置有用于测量拉索振动频率的MEMS电容传感器、PCB电路板，所述PCB电路板上设置有微处理器及与该微处理器连接的模数转换模块、用于与移动终端进行通信的无线发射模块以及与模数转换模块连接的信号放大电路，所述信号放大电路与所述MEMS电容传感器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，其特征在于：包括套设且固定于拉索上的管状壳体、固定于管状壳体上的固定座以及固定于固定座上的采集座，所述采集座内设置有用于测量拉索振动频率的MEMS电容传感器、PCB电路板，所述PCB电路板上设置有微处理器及与该微处理器连接的模数转换模块、用于与移动终端进行通信的无线发射模块以及与模数转换模块连接的信号放大电路，所述信号放大电路与所述MEMS电容传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，其特征在于：所述管状壳体的内壁设置有至少一个凹槽，以配合弹片将整个装置固定于拉索上。
3.根据权利要求2所述的一种基于MEMS电容传感器的无线索力测试及报警装置，其特征在于：所述凹槽为3个。
4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪振松，蔡曙日，马碧芬，王庆灼，韩丽媛，
申请(专利权)人：福建师范大学福清分校，
类型：新型
国别省市：福建;35