一种基于lora通信的多弦轴力计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于lora通信的多弦轴力计，由钢弦、线圈、钢弦固定夹座、电缆、温度传感器、钢柱主体、采集模块构成，两个钢弦固定夹座分别固定钢弦的两端，两个钢弦固定夹座固定在钢柱主体内，钢弦上安装线圈，在钢柱主体内部安装温度传感器，温度传感器和线圈通过电缆连接采集模块，所述采集模块设有lora通信模块；一根钢弦、一个线圈、两个钢弦固定夹座组成一组钢弦与线圈装置，在钢柱主体内部安装三组呈等边三角形布置的钢弦与线圈装置。本实用新型专利技术采用等边三弦布置解决了钢支撑轴力监测中轴力计偏载的问题，并采用lora无线通信技术避免多弦轴力计遭到基坑现场施工的影响。

A multi Lora communication power meter based on PEG

The utility model discloses a Lora communication power meter based on multi peg, composed of steel wire, coil, steel wire clamp seat, cable, temperature sensor, main body, steel column collection module, two steel wire clamp seat are respectively fixed at both ends of the steel string, two string steel clamp fixed seat the main part of the steel column, steel coil is installed on the string, in the installation of a temperature sensor inside the main steel column, the temperature sensor and the coil is connected through the cable acquisition module, acquisition module with Lora communication module; a steel wire, a steel coil, two fixed string holder consists of a group of steel wire and coil device in three groups, installation of steel string and coil device are arranged in an equilateral triangle arranged inside the main steel column. The utility model adopts the arrangement to solve the Sanxian equilateral steel support axial force monitoring axial force meter offset load, and using Lora wireless communication technology to avoid the peg force meter affected by the foundation pit construction site.

【技术实现步骤摘要】
一种基于lora通信的多弦轴力计
本技术涉及一种多弦轴力计，属于荷载检测传感器领域，应用于结构安全健康监测行业。
技术介绍
随着城市建设的发展，城市的空间资源日趋昂贵，许多工程通过向地下深层发展的方式以节约城市的空间资源。地铁工程通常采用了明挖基坑的方法施工。内撑式基坑围护结构，具有结构简单，受力明确，施工可操作性强，进度快，钢支撑系统可循环利用等优点，得到了广泛的应用。多数地铁车站处于复杂地质条件和高风险的周围环境中，施工中往往需要严格控制基坑的稳定与变形。保证内支撑起到预加压的力学作用才能有效实现这一目标。因此，钢支撑内力监测成为实现这一目的的关键因素。目前应用于基坑支撑轴力测量的传感器是轴力计，轴力计是一种振弦式传感器，振弦传感器具有灵敏度高，稳定性好，不受外界干扰等优点，在基坑监测领域有着广泛的应用。轴力计通过内部的钢弦，可以感知轴力计轴向的应力变化，通过自身的频率变化反应轴力的变化。轴力计一般安装于钢支撑的端头，通过安装支架固定，可以直接反应钢支撑轴力变化。但是在实际的应用过程中，由于轴力计安装在钢支撑的端头，轴力计的一端与钢支撑接触，而轴力计的另一端与支撑墙体接触，支撑墙体安装有一块钢板，保证轴力计与墙体接触平整。在实际的安装过程中，由于工况等因素，轴力计与支撑墙面接触不可能十分平整，导致轴力计在使用过程中存在偏载现象，由于轴力计的钢弦位于轴力计的中心位置，而此时轴力计处于受力不平衡状态，测试的钢支撑轴力存在偏差，影响钢支撑轴力的监测。一般轴力计安装于基坑两侧的围护结构上面，需要将轴力计通过电缆连接到采集仪，由于基坑施工环境复杂恶劣，经常会导致电缆受到破坏，导致采集的数据异常。
技术实现思路
针对上述的问题，本技术提供了一种多弦轴力计，用于解决轴力计在工程应用中的偏载问题，使轴力计测量钢支撑轴力的数据稳定，并采用lora通信技术，实现采集数据远距离传输，保证数据连续可靠。本技术通过下述技术方案来实现：一种基于lora通信的多弦轴力计，由钢弦、线圈、钢弦固定夹座、电缆、温度传感器、钢柱主体、采集模块构成，两个钢弦固定夹座分别固定钢弦的两端，两个钢弦固定夹座固定在钢柱主体内，钢弦上安装线圈，在钢柱主体内部安装温度传感器，温度传感器和线圈通过电缆连接采集模块，所述采集模块设有lora通信模块。进一步优选，一根钢弦、一个线圈、两个钢弦固定夹座组成一组钢弦与线圈装置，在钢柱主体内部安装三组钢弦与线圈装置，三组钢弦与线圈装置呈等边三角形布置。进一步优选，所述采集模块由高压模块、采集电路、激励电路、lora通信模块、单片机控制系统和供电模块组成，单片机控制系统直接通过单片机IO引脚与采集电路、激励电路、高压模块连接，lora通信模块与单片机控制系统的串口连接，单片机控制系统连接供电模块。进一步优选，所述采集电路包括振弦采集部分和温度采集部分。进一步优选，供电模块由电源控制电路、锂电池和太阳能充电板组成，单片机控制系统连接电源控制电路和蓄电池，蓄电池连接电源控制电路和太阳能充电板。进一步优选，在钢柱主体固定钢弦的中心位置安装有线圈，线圈略微固定在钢弦上面。钢弦由钢弦固定夹座固定，并且将钢弦固定于钢柱主体周围，这里采用的方式是将三根钢弦分别固定于钢柱主体周边，钢弦成圆周分布，形成等边三角形。固定钢弦后，将线圈固定于钢弦上面，使用采集模块采集轴力计频率时，线圈可以激励钢弦，并拾取感应信号。同时，将温度传感器固定于钢柱主体内，用于测量轴力计温度，计算钢支撑受力时，温度用于修正钢弦随温度变化的误差。钢弦和温度传感器安装完成后，将三个线圈与温度传感器的引线直接连接到采集电路，钢柱主体外面是安装有安装支座，安装支座通过螺丝将钢柱主体固定。采集模块安装于三弦轴力计旁，由激励电路、采集电路、高压模块、温度采集模块、单片机控制系统，lora通信模块等组成。单片机控制系统连接各个模块电路，控制三弦轴力计采集，并通过FFT算法得到轴力计频率值。完成后，单片机控制系统将数据发送至lora通信模块，lora通信模块采用低功耗远距离传输，具有很好的抗干扰，数据传输稳定等特点，lora模块采用星行网络结构，各个网络节点直接将数据上传至网关，无需中继。Lora模块与单片机控制系统通过串口连接，连接简单。单片机控制系统可以设置lora模块的工作参数，可以调整lora模块的传输速率，调整后可以使lora模块最远通信距离达到15km。本技术解决了钢支撑轴力监测中轴力计偏载的问题，通过采用三根钢弦的方式，计算时采用三根钢弦频率的平均值，使偏载问题带来的轴力计监测误差问题可以很好的解决，采用lora无线通信技术，可以使轴力计通过无线传输直接将数据发送至网关，避免轴力计遭到基坑现场施工的影响。附图说明图1是多弦轴力计钢弦安装示意图。图2是多弦轴力计端面示意图。图3是多弦轴力计安装示意图。图4是采集模块内部连接示意图。具体实施方式下面结合附图进一步详细阐明本技术。参照图1和图3，一种基于lora通信的多弦轴力计，由钢弦(3)，线圈(4)，钢弦固定夹座(2)，电缆(6)，温度传感器(5)，钢柱主体(1)、采集模块(10)组成。上述的钢弦(3)与钢弦固定夹座(2)固定在一起，两个钢弦固定夹座(2)分别固定钢弦(3)的两端，两个钢弦固定夹座(2)通过螺纹的方式固定在钢柱主体(1)内。在钢柱主体(1)固定钢弦(3)的中心位置安装有线圈(4)，线圈(4)略微固定在钢弦(3)上面。在钢柱主体(1)内部安装一个温度传感器(5)，用于监测轴力计的温度。然后使用电缆(6)将线圈(4)与温度传感器(5)连接在钢柱主体(1)外部。温度传感器(5)与线圈(4)通过电缆(6)连接采集模块(10)。参照图2，一根钢弦(3)、一个线圈(4)、两个钢弦固定夹座(2)组成一组钢弦与线圈装置(7)，在钢柱主体(1)内部安装三组钢弦与线圈装置(7)，三组钢弦与线圈装置(7)呈等边三角形布置，安装在钢柱主体周边。计算轴力计受力时，采用三根钢弦频率的平均值。参照图4，所述采集模块(10)由高压模块(17)、采集电路(15)、激励电路(16)、lora通信模块(19)、单片机控制系统(14)和供电模块组成。供电模块由电源控制电路(20)和锂电池(18)和太阳能充电板(21)组成。采集模块(10)固定于三弦轴力计上，采集模块(10)内部的单片机控制系统(14)直接通过单片机IO引脚与采集电路(15)、激励电路(16)、高压模块(17)连接，lora通信模块(19)与单片机控制系统(14)的串口连接，采集电路(15)包括振弦采集部分和温度采集部分。采集模块(10)由锂电池(18)和太阳能充电板(21)提供电源，并且单片机控制系统(14)连接电源控制电路(20)，电源控制电路(20)控制供电。在实际的安装使用中，如图3所示，在支撑墙体(11)的基坑侧会安装有钢板(12)，在钢支撑(9)的端面同样也安装钢板。安装时，将多轴轴力计(13)安装在两块钢板(12)之间，然后通过三角形轴力计安装架(8)固定，将多轴轴力计(13)安装于钢支撑(9)与支撑墙体(11)之间，用于监测钢支撑(9)的轴力变化。测量数据时，使用单片机控制系统(14)控制高压模块(17)发送激励信号到线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于lora通信的多弦轴力计，由钢弦、线圈、钢弦固定夹座、电缆、温度传感器、钢柱主体、采集模块构成，其特征在于：两个钢弦固定夹座分别固定钢弦的两端，两个钢弦固定夹座固定在钢柱主体内，钢弦上安装线圈，在钢柱主体内部安装温度传感器，温度传感器和线圈通过电缆连接采集模块，所述采集模块设有lora通信模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于lora通信的多弦轴力计，由钢弦、线圈、钢弦固定夹座、电缆、温度传感器、钢柱主体、采集模块构成，其特征在于：两个钢弦固定夹座分别固定钢弦的两端，两个钢弦固定夹座固定在钢柱主体内，钢弦上安装线圈，在钢柱主体内部安装温度传感器，温度传感器和线圈通过电缆连接采集模块，所述采集模块设有lora通信模块。2.根据权利要求1所述的基于lora通信的多弦轴力计，其特征在于：一根钢弦、一个线圈、两个钢弦固定夹座组成一组钢弦与线圈装置，在钢柱主体内部安装三组钢弦与线圈装置，三组钢弦与线圈装置呈等边三角形布置。3.根据权利要求1所述的基于lora通信的多弦轴力计，其特征在于：所述采集模块由高压模块、采集电路、激励电路、lora通信模块、单片机控制系统和供电模块构成，单片机控制系统直接通过单片机IO引脚与采集电路、激励电路、高压模块连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松，王辅宋，刘付鹏，刘国勇，谢镇，姚龙，
申请(专利权)人：江西飞尚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36