專利名稱：一種斜拉橋的拉索索力無線測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對斜拉橋的拉索索力進行在線檢測的測量裝置，特別是一種斜拉橋 的拉索索力無線測量裝置。
背景技術：
在斜拉索的拉索索力測量中，通常是采用有線測量裝置進行測量。這種有線測量裝置在 所測量點位上安裝振動加速度傳感器，經(jīng)長距離的信號線引至監(jiān)控室中的信號調(diào)理儀進行信 號處理。其布線的工作量大，當線路發(fā)生故障時，影響信號的質(zhì)量。而且當實時監(jiān)控現(xiàn)場是 無人值守時，有線的線路易被偷盜或線路發(fā)生意外損壞，造成監(jiān)測失敗。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種斜拉橋的拉索索力無線測量裝置，該裝置 可將拉索的振動加速度信號經(jīng)無線信道傳送至處理基站，無需布線且信號傳送穩(wěn)定、可靠。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案 一種斜拉橋的拉索索力無線測量裝置。 包括索力無線測量節(jié)點和無線基站，所述的索力無線測量節(jié)點由振動加速度傳感器、電源管 理模塊、傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊、A/D及微處理模塊和無線收發(fā)模塊構成；振動加速度
傳感器連接傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊，傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊連接A/D及微處理模塊
，A/D及微處理模塊連接無線收發(fā)模塊，無線收發(fā)模塊通過無線信道連接無線基站；無線基
站連接計算機。
上述的斜拉橋的拉索索力無線測量裝置中，所述的振動加速度傳感器、電源管理模塊、
傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊、A/D及微處理模塊和無線收發(fā)模塊是封裝在一起的。
前述的斜拉橋的拉索索力無線測量裝置中，所述的振動加速度傳感器采用的是內(nèi)置ICP 的CA-YD-189型高靈敏度加速度傳感器，電源管理模塊采用的是LT1108芯片及開關電源，A/D 及微處理模塊采用的是ATmegal281低功耗微處理器；無線收發(fā)模塊采用的是CC2410無線傳送 心片。
本實用新型的有益效果與現(xiàn)有技術相比，本實用新型采用了無線節(jié)點測量斜拉索索力，拉索的振動加速度信號經(jīng)無線信道傳送至處理基站，可以在不布線的情況下布置多個索力 測量節(jié)點，測量多根拉索的索力，彌補了當前索力測量有線系統(tǒng)的不足，無需布線，可節(jié)省 人力且信號傳送穩(wěn)定、可靠。各個索力無線測量節(jié)點可以組成現(xiàn)場無線傳輸網(wǎng)絡，增強了測 點布置的靈活性及整個網(wǎng)絡的健壯性，在橋梁監(jiān)測及養(yǎng)護方面具有較好的應用前景。

圖l是本實用新型的構成原理圖； 圖2是本實用新型的索力無線測量節(jié)點組網(wǎng)示意圖。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。
具體實施方式

實施例l。如圖1所示，包括索力無線測量節(jié)點1和無線基站2，索力無線測量節(jié)點l由振 動加速度傳感器3、電源管理模塊4、傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊5、 A/D及微處理模塊6和無 線收發(fā)模塊7構成；振動加速度傳感器3經(jīng)同軸電纜連接傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊5，傳感 器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊5連接A/D及微處理模塊6， A/D及微處理模塊6連接無線收發(fā)模塊7，無 線收發(fā)模塊7通過無線信道連接無線基站2;無線基站2連接計算機8。
振動加速度傳感器3、電源管理模塊4、傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊5、 A/D及微處理模塊 6和無線收發(fā)模塊7是封裝在一起的，共同組成了索力無線測量節(jié)點l，在進行索力測量時安 裝于被測斜拉索上。振動加速度傳感器3用于感測斜拉索的振動并采集拉索振動的加速度值， 本實施例中采用的是內(nèi)置ICP的CA-YD-189型高靈敏度加速度傳感器。電源管理模塊4采用 LT1108芯片及開關電源組成，負責各個模塊的電力供應及控制，當系統(tǒng)不進行振動采集時， 各模塊進入休眠狀態(tài)，以節(jié)約電力。傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊5為振動加速度傳感器3提供 合適驅(qū)動傳感器的電源電壓或電流；包括傳感器驅(qū)動模塊和信號調(diào)理模塊兩部分。本實施例 中，傳感器驅(qū)動模塊為振動加速度傳感器3提供9mA的恒流源。信號調(diào)理模塊包括低通濾波、 信號放大功能，在本實施例中，信號調(diào)理模塊采用LM134三端可調(diào)恒流源，提供振動加速度 傳感器3所需的恒流源。信號采用低功耗儀器放大器AD620信號放大電路，低通濾波電路采用 MAX293低噪濾波電路，以防A/D采樣發(fā)生混迭現(xiàn)象。A/D及微處理模塊6采用ATmegal281低功 耗微處理器，其負責整個索力無線測量節(jié)點的啟動、采樣、數(shù)據(jù)傳送、電源停啟、無線組網(wǎng) 及各種外設的控制。A/D采用16位精度，微處理器的Flash中存儲采樣調(diào)度及傳送軟件。無線 收發(fā)模塊7采用CC2410無線傳送芯片，并采用ZigBee協(xié)議進行各索力無線測量節(jié)點的組網(wǎng)及 數(shù)據(jù)傳送、路由。無線基站2可接收所有索力無線測量節(jié)點1的振動加速度數(shù)據(jù)并對每個索力 無線測量節(jié)點l傳輸控制命令。
4測量時，各個索力無線測量節(jié)點1采用振動加速度傳感器3采集拉索振動的加速度值，數(shù) 據(jù)經(jīng)同軸電纜傳送至傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊5中，經(jīng)放大、低通濾波后輸出的信號在A/D 及微處理模塊6中進行A/D轉(zhuǎn)換，微處理器以一定的采樣頻率讀取信號，并將振動加速度信號 通過無線收發(fā)模塊7發(fā)至無線基站2，無線基站2接收各索力無線測量節(jié)點1發(fā)來的數(shù)據(jù)并傳送 至計算機8，通過計算機8計算出拉索的索力。
如圖2所示，采用多個索力無線測量節(jié)點l可以測多根斜拉索的索力，這些索力無線測量 節(jié)點l可以組成現(xiàn)場無線傳輸網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，所有節(jié)點可形成兩類結點，即終端結點與 中繼節(jié)點。終端結點是只進行數(shù)據(jù)采集與發(fā)送的節(jié)點，而中繼節(jié)點不僅僅進行數(shù)據(jù)的采集與 發(fā)送，而且還可以接收其它節(jié)點的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至基站或其它中繼節(jié)點，這就解決了超過無線 節(jié)點一跳傳輸距離時的數(shù)據(jù)傳輸問題。
本實用新型的實施方式不限于上述實施例，在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出的各 種變化均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種斜拉橋的拉索索力無線測量裝置，包括索力無線測量節(jié)點(1)和無線基站(2)，其特征在于所述的索力無線測量節(jié)點(1)由振動加速度傳感器(3)、電源管理模塊(4)、傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊(5)、A/D及微處理模塊(6)和無線收發(fā)模塊(7)構成；振動加速度傳感器(3)連接傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊(5)，傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊(5)連接A/D及微處理模塊(6)，A/D及微處理模塊(6)連接無線收發(fā)模塊(7)，無線收發(fā)模塊(7)通過無線信道連接無線基站(2)；無線基站(2)連接計算機(8)。
2 根據(jù)權利要求l所述的斜拉橋的拉索索力無線測量裝置，其特征在 于所述的振動加速度傳感器(3)、電源管理模塊(4)、傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊(5 )、A/D及微處理模塊(6)和無線收發(fā)模塊(7)是封裝在一起的。
3 根據(jù)權利要求1或2所述的斜拉橋的拉索索力無線測量裝置，其特 征在于所述的振動加速度傳感器(3)采用的是內(nèi)置ICP的CA-YD-189型高靈敏度加速度傳 感器，電源管理模塊(4)采用的是LT1108芯片及開關電源，A/D及微處理模塊(6)采用的 是ATmegal281低功耗微處理器；無線收發(fā)模塊(7)采用的是CC2410無線傳送芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種斜拉橋的拉索索力無線測量裝置，包括索力無線測量節(jié)點(1)和無線基站(2)，索力無線測量節(jié)點(1)的振動加速度傳感器(3)連接傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊(5)，傳感器驅(qū)動及信號調(diào)理模塊(5)連接A/D及微處理模塊(6)，A/D及微處理模塊(6)連接無線收發(fā)模塊(7)，無線收發(fā)模塊(7)通過無線信道連接無線基站(2)；無線基站(2)連接計算機(8)。本實用新型采用無線節(jié)點測量斜拉索索力，可以在不布線的情況下布置多個索力測量節(jié)點，測量多根拉索的索力，彌補了當前索力測量有線系統(tǒng)的不足，在橋梁監(jiān)測及養(yǎng)護方面具有較好的應用前景。
文檔編號G08C17/02GK201429484SQ200920305168
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權日2009年6月26日
發(fā)明者于徐紅, 劉志杰, 彥 陳 申請人:貴州師范大學