【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属结构状态监测，具体而言，涉及一种多合一金属结构状态监测传感器。
技术介绍
1、随着工业化的快速发展，现代工程结构不断趋向大型化、复杂化和长使用周期。其中，尤其是金属结构的健康管理问题需要引起足够的重视，对于金属结构的健康监测，离不开相关的金属结构传感器。
2、其中，应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件，以根据电阻体相对于应变(伸缩)的电阻变化来监测应变的方式构成；作为该电阻体，通常使用金属或半导体，它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。
3、现有的应变传感器均只具有单一的金属结构应力监测功能，在监测金属结构应力的同时通常还需要对金属结构的加速度、倾角以及所在环境温度进行监测，如果多个参数单独测量，传感器数量较多，且需多次安装，产生的成本较高。
4、基于以上，本申请的目的在于提出一种多合一组合传感器，单个传感器一次安装就能获取所在区域的多个需监测数据（应力、温度、加速度和倾角），且通过对结构的改进提高了对被测物形变的适应性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多合一金属结构状态监测传感器，其用于解决金属结构状态监测在需要多参数监测时，由于需要布置不同原理的传感器，导致的施工周期长、成本升高等问题。
2、本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
3、提供一种多合一金属结构状态监测传感器，包括壳体，以及设置于壳体内的传感器
4、所述壳体包括主体、固定块及连接段，所述连接段用于连接主体与固定块，所述主体、连接段、固定块一体成型；
5、所述固定块具有安装面，所述安装面与被测物体焊接或粘接，以使得主体与被测物体间存在间隙；
6、所述主体还设置有具有开口的腔体，以及与所述腔体匹配的盖板，所述腔体用于安设所述传感器组件；
7、传感器组件包括电阻式应变片、加速度传感器芯片、倾角传感器芯片、温度传感器、ad模块、电源模块、mcu及通讯模块；其中，所述电阻式应变片和温度传感器通过ad模块与mcu连接，采用数字型传感器芯片的加速度传感器和倾角传感器均与mcu连接，所述mcu还与通讯模块连接，所述电源模块用于为传感器组件供电；
8、所述电阻式应变片、加速度传感器芯片、倾角传感器芯片和温度传感器设置有同样的采样率，且采集的信息经mcu接收后统一传输至后台监控端。
9、进一步的，所述固定块为一块，连接段与主体、固定块的两个连接面的截面面积一致，连接段中间处的轴向截面面积小于连接段与固定块连接面的截面面积。
10、进一步的，所述连接段通过弧面实现连接面到轴向截面面积最小处的过渡。
11、进一步的，所述腔体包括第一容置腔，所述主体远离固定块的一端设置有贯穿主体连通第一容置腔的第一通孔，所述第一通孔用于安装线缆。
12、进一步的，所述主体远离固定块的一端与第一容置腔之间设置有与安装面位于同一水平面的台阶面，所述台阶面与安装面位于同一水平面，所述多合一金属结构状态监测传感器通过台阶面与安装面固定安装在被测物体上。
13、进一步的，所述第一容置腔为圆角矩形，电阻式应变片安装在第一容置腔与主体轴向平行的侧壁上，温度传感器安装在第一容置腔的底部；包括ad模块、电源模块、mcu及通讯模块组成的pcb组件安装在第一容置腔内。
14、进一步的，所述主体还包括第二容置腔，所述第二容置腔位于第一容置腔与连接段之间，所述第一容置腔与第二容置腔之间通过第二通孔连接，所述第二通孔用于安装线缆。
15、进一步的，所述第二容置腔为圆角矩形，用于安装加速度传感器芯片和倾角传感器芯片。
16、进一步的，所述固定块包括两块，分别设置于所述主体的两端；
17、所述连接段的两侧面为弧形凹面，弧形凹面的最低处为连接段的轴向中点；
18、所述固定块的厚度大于主体。
19、进一步的，所述温度传感器所采集的温度数据还作为对电阻式应变片所采集的应力数据的补偿基础，其补偿方法具体为，根据预设的应力与温度对应数据表实现对电阻式应变片所采集的应力数据的补偿。
20、本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
21、本专利技术在满足同时搭载安装多种传感器的情况下，通过设置固定块使得传感器在安装在被测物体时，主体部分与被测物体具有一定的间隙；并且主体与固定块之间通过连接段实现连接，从而提高了对形变的适应性；
22、多合一传感器技术，与传统单一传感器监测方案相比，显著提升了布置和安装的便捷性；在传统技术框架下，多个独立传感器需通过四条分别的数据传输路径进行数据传输，这种做法在硬件层面难以实现真正的数据同步采集，进而必须依赖于软件层面的时间轴同步操作，这不仅增加了系统的复杂度，也很容易因同步不精确而引入监测数据误差；本专利技术的多合一传感器通过一个统一的数据传输通道同时处理并传输四种不同类型的数据，极大地优化了数据的准确性和采集的同步性；该传感器不仅简化了系统的设计，降低了维护成本，同时也提高了监测数据的可靠性和实时性。
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1.一种多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，包括壳体，以及设置于壳体内的传感器组件；
2.根据权利要求1所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述固定块为一块，连接段与主体、固定块的两个连接面的截面面积一致，连接段中间处的轴向截面面积小于连接段与固定块连接面的截面面积。
3.根据权利要求2所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述连接段通过弧面实现连接面到轴向截面面积最小处的过渡。
4.根据权利要求2或3所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述腔体包括第一容置腔，所述主体远离固定块的一端设置有贯穿主体连通第一容置腔的第一通孔，所述第一通孔用于安装线缆。
5.根据权利要求4所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述主体远离固定块的一端与第一容置腔之间设置有与安装面位于同一水平面的台阶面，所述台阶面与安装面位于同一水平面，所述多合一金属结构状态监测传感器通过台阶面与安装面固定安装在被测物体上。
6.根据权利要求4所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述第一容置腔为圆
7.根据权利要求4所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述主体还包括第二容置腔，所述第二容置腔位于第一容置腔与连接段之间，所述第一容置腔与第二容置腔之间通过第二通孔连接，所述第二通孔用于安装线缆。
8.根据权利要求7所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述第二容置腔为圆角矩形，用于安装加速度传感器芯片和倾角传感器芯片。
9.根据权利要求1所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述固定块包括两块，分别设置于所述主体的两端；
10.根据权利要求1所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述温度传感器所采集的温度数据还作为对电阻式应变片所采集的应力数据的补偿基础，其补偿方法具体为，根据预设的应力与温度对应数据表实现对电阻式应变片所采集的应力数据的补偿。
...【技术特征摘要】
1.一种多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，包括壳体，以及设置于壳体内的传感器组件；
2.根据权利要求1所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述固定块为一块，连接段与主体、固定块的两个连接面的截面面积一致，连接段中间处的轴向截面面积小于连接段与固定块连接面的截面面积。
3.根据权利要求2所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述连接段通过弧面实现连接面到轴向截面面积最小处的过渡。
4.根据权利要求2或3所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述腔体包括第一容置腔，所述主体远离固定块的一端设置有贯穿主体连通第一容置腔的第一通孔，所述第一通孔用于安装线缆。
5.根据权利要求4所述的多合一金属结构状态监测传感器，其特征在于，所述主体远离固定块的一端与第一容置腔之间设置有与安装面位于同一水平面的台阶面，所述台阶面与安装面位于同一水平面，所述多合一金属结构状态监测传感器通过台阶面与安装面固定安装在被测物体上。
6.根据权利要求4所述的多合一金属结构状态监测...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅燕，
申请(专利权)人：成都众柴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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