专利名称：无线应变检测分析系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线应变检测分析系统，用于桥梁、建筑物、飞机、船舶的结构静力测试，疲劳测试，载荷实验，吊装变形检测等过程中实时应变检测分析，对其运行状态进行监控发展趋势进行预测，对应力集中点超过承受力时报警。
背景技术：
目前，应变测试仪都是在整个结构中选出几个测试点进行应变检测，将检测到的变形量传到计算机进行检测点受力应变分析，依此来判断整体结构设计是否合理。在选择检测点时往往都是承重较大的点，在结构简单，各部件之间相互作用力比较小的时候，这种检测能够满足工程要求。但是现在的各种结构相当复杂，仅仅靠检测单纯的几个承重支柱的变形量，不能够满足对于复杂机构的分析依据。因为各部件之间的相互作用力变得复杂， 各部件组合成一个有机的整体，对其进行受力分析，必须整体考虑。这种情况下通过增加测试点，后将各个测试点的应变量进行分析，不能够体现整体结构设计是否合理。将整个结构中某一点的变形量进行测试分析，以某一点的受力情况来推断整个结构的承载能力、结构是否合理，已不适合现代设计发展要求。
发明内容为了克服现有应变检测系统不能实现结构整体受力分析和实时监测应力集中点受力过大报警的问题，本实用新型提供了一种无线应变检测分析系统，不仅可以实现某一点的应变检测、变形量数据保存，而且还可以通过已知点的变形量计算出其他点的变形量、 进而进行结构整体受力分析，对应力集中点超过承受力时报警。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种无线应变检测分析系统，包括—个以上的应变采集基站，包括一个以上应变传感器，采集待测结构的变形信号并将其转换为数据，通过无线通信网络发送信号及对应力集中点超过承受力时报警；一个以上信号接收放大中继站，通过自组网与应变采集基站相通，接收上述发送信号并对信号打包；信号接收机，通过GPRS与信号接收放大中继站相通，用于接收上述打包后信号； 和PC机，通过INTERNET或RS232与信号接收机相连，安装有三维模型受理分析软件，进行整体受力分析对应力集中点超过承受力时报警。本实用新型实施例中，所述应变采集基站包括用于将待测结构的物理变形量转化成模拟量的应力检测�？�、用于将模拟量转化为数字量的AD�？椤⒂糜诖虬至康腃PU 和传输打包数字量的无线通信�？椋鲇α觳饽？橛階D�？榈缌樱鯝D模块与无线通信�？橥钡缌覥PU。本实用新型实施例中，所述应变采集基站还包括风速加速度检测�？�、用于检测应变采集基站周围环境温度的温度检测�？�、用于检测基站自身的工作电压及工作温度的基站电压温度检测模块，风速加速度检测�？�、温度检测�？楹突镜缪刮露燃觳饽？榫隒PU电连接。本实用新型实施例中，所述放大中继站包括GPRS通信�？�、无线通信接收�？�、 中继站电压温度检测�？楹蚆CU，所述MCU输入端电连接GPRS通信�？�、无线通信接收�？楹椭屑陶镜缪刮露燃觳饽？椋鯩CU输出端电连接GPRS通信�？楹臀尴咄ㄐ沤邮漳？�。本实用新型实施例中，所述无线通信网络为ISM。本实用新型有益效果可以实现三维模型受力分析功能，并且实时监测结构中出现的应力集中点、承载点受力超过最大承载力，无线应变系统节点使用简单方便，无线通信网络信号传输方稳定、 抗干扰能力强，整个测量系统具有极高的测量精度，无线传感器节点可以组成庞大的无线传感器网络，支持上千个测点同时进行大型结构试验，易于安装、保养、维护。
图1为本实用新型原理示意图；图2为本实用新型应变采集基站硬件构成示意图；图3为本实用新型信号接收放大中继站硬件构成示意图；图中1、应变采集基站，2、信号接收放大中继站，3、信号接收机，4、PC机，5、GPRS 通信�？椋�6、MCU，7、无线通信接收�？椋�8、中继站电压温度检测�？椋�9、应力检测模块，10、 AD�？椋�11、风速加速度检测�？椋�12、温度检测模块，13、CPU，14、无线通信�？椋�15、基站电压温度检测�？椤�
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述说明仅是示例性的，不限定本实用新型的保护范围。参考附图1，一种无线应变检测分析系统，包括一个以上的应变采集基站1、一个以上信号接收放大中继站2、信号接收机3和PC机4，其中应变采集基站1包括一个以上应变传感器，采集待测结构的变形信号并将其转换为数据，通过无线通信网络发送信号给信号接收放大中继站2 ；信号接收放大中继站2通过自组网与应变采集基站1相通，接收上述发送信号并对信号打包；信号接收机3通过GPRS与信号接收放大中继站2相通，用于接收上述打包后信号；PC机通过INTERNET或RS232与信号接收机3相连，安装有三维模型受理分析软件可以对信号进行归类、整理、转化、分析，形成待测待测结构的变形曲线图、应力集中点超载报警。所述无线通信网络为ISM，当然本领域人员可以想到其可以采用GSM代替。参考附图2，所述应变采集基站1主要功能是采集待测结构的变形量、对信号进行处理、无线传输，其包括用于将待测结构的物理变形量转化成模拟量的应力检测模块9、用于将模拟量转化为数字量的AD�？�10、用于打包数字量的CPU13和传输打包数字量的无线通信模块14，所述应力检测�？�9与AD�？�10电连接，所述AD�？�10与无线通信模块 14同时电连接CPU13。为了确保应变采集基站1温度工作，所述应变采集基站1还包括风速加速度检测�？�11、用于检测应变采集基站1周围环境温度的温度检测�？�12、用于检测基站自身的工作电压及工作温度的基站电压温度检测�？�15，风速加速度检测模块11、温度检测�？� 12和基站电压温度检测模块15均与CPU13电连接。参考附图3所述放大中继站2包括GPRS通信�？�5、无线通信接收模块7、中继站电压温度检测�？�8和MCU6，所述MCU6输入端电连接GPRS通信�？�5、无线通信接收�？� 7和中继站电压温度检测�？�8，所述MCU6输出端电连接GPRS通信模块5和无线通信接收�？�7。其中无线通信接收�？�7用于接收应变采集基站1发出信号，由MCU6对信号进行打包，GPRS通信模块5进行远距离无线传输。中继站电压温度检测�？�8检测自身电源电压及其工作温度。本实用新型使用、工作过程如下先将待测结构做成三维模型，然后在PC机4导入受力分析软件，根据待测结构的不同，确定需要检测的位置，并在三维模型中做出相应的编号。同时把检测点以外的结构做成检测点的受力函数，当检测点有力的变化时，其他点依据设定函数获知受力大�。梢越写饨峁沟恼迨芰Ψ治�。根据在三维模型中设定检测点的位置、编号，在实际结构中安放传感器，并且使其编号与模型中的编号一致，使得在实际结构中采集的应变能够传至模型中相应的位置。实际机构的变形通过传感器进行采集，采集数据由应变采集基站1 通过无线发送的方式送至信号接收机3后经PC机4送至三维模型的预定检测点。当所有的检测点都得到一次变形量时，三维模型受力分析软件就可以求的其他相关点的受力大�。� 以及整个结构在相互作用力的影响下，整个机构的应力集中点、承受最大应力点、以及任意一个点的受力大小均得到体现。应变信号通过无线传输，信号稳定、抗干扰能力强，使无线传感器节点可以组成庞大的无线传感器网络，保证了对复杂大型结构的检测。检测距离过大，可以通过信号接收放大中继站2延长通信距离，可以对机构某点变形曲线图进行描绘、 变形趋势进行预测，重要的是实现了对危险结构、应力集中点、超载报警的功能。
权利要求1.一种无线应变检测分析系统，其特征在于，包括一个以上的应变采集基站(1)，包括一个以上应变传感器，采集待测结构的变形信号并将其转换为数据，通过无线通信网络发送信号；一个以上信号接收放大中继站(2)，通过自组网与应变采集基站(1)相通，接收上述发送信号并对信号打包；信号接收机(3)，通过GPRS与信号接收放大中继站(2)相通，用于接收上述打包后信号；和PC机，通过INTERNET或RS232与信号接收机(3)相连。
2.根据权利要求1所述无线应变检测分析系统，其特征在于所述应变采集基站(1) 包括用于将待测结构的物理变形量转化成模拟量的应力检测�？�(9)、用于将模拟量转化为数字量的AD�？�(10)、用于打包数字量的CPU (13)和传输打包数字量的无线通信�？� (14)，所述应力检测�？�(9)与AD�？�(10)电连接，所述AD模块(10)与无线通信�？�(14) 同时电连接CPU (13)。
3.根据权利要求2所述无线应变检测分析系统，其特征在于所述应变采集基站(1) 还包括风速加速度检测模块(11)、用于检测应变采集基站(1)周围环境温度的温度检测模块(12)、用于检测基站自身的工作电压及工作温度的基站电压温度检测模块(15)，风速加速度检测�？�(11 )、温度检测�？�(12)和基站电压温度检测�？�(15)均与CPU (13)电连接。
4.根据权利要求1所述无线应变检测分析系统，其特征在于所述放大中继站(2)包括GPRS通信�？�(5)、无线通信接收�？�(7)、中继站电压温度检测�？�(8)和MCU (6)，所述MCU (6)输入端电连接GPRS通信�？�(5 )、无线通信接收�？�(7 )和中继站电压温度检测�？�(8 )，所述MCU (6)输出端电连接GPRS通信�？�(5 )和无线通信接收�？�(7 )。
5.根据权利要求1所述无线应变检测分析系统，其特征在于所述无线通信网络为ISM0
专利摘要本实用新型公开了一种无线应变检测分析系统，包括一个以上的应变采集基站，包括一个以上应变传感器，采集待测结构的变形信号并将其转换为数据，通过无线通信网络发送信号及对应力集中点超过承受力时报警；一个以上信号接收放大中继站，通过自组网与应变采集基站相通，接收上述发送信号并对信号打包；信号接收机，通过GPRS与信号接收放大中继站相通，用于接收上述打包后信号；和PC机，通过INTERNET或RS232与信号接收机相连,安装有三维模型受理分析软件，进行整体受力分析对应力集中点超过承受力时报警。可以实现三维模型受力分析功能，并且实时监测结构中出现的应力集中点、承载点受力超过最大承载力。
文档编号G01B21/32GK202002636SQ201120001758
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者杜玉杰, 林春锡, 石爱平, 纪延俊, 黄超 申请人:滨州学院
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