鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括多個光纖光柵傳感器、光電探測器、A/D轉(zhuǎn)換芯片、D/A模塊、處理器、報(bào)警模塊和短信模塊；所述的光纖光柵傳感器包括匹配光柵陣列和傳感光柵陣列，所述的匹配光柵陣列內(nèi)設(shè)有壓電體；所述的光電探測器通過放大器和A/D轉(zhuǎn)換芯片與處理器輸入端連接；D/A模塊、短信模塊與處理器輸出端連接。本實(shí)用新型通過鋸齒波產(chǎn)生電路，使匹配光柵陣列和傳感光柵陣列的中心波長重合，達(dá)到高精度測量和預(yù)警的目的。
【專利說明】
鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，鋼結(jié)構(gòu)在建筑當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)越來越新穎、形式越來越復(fù)雜、規(guī)模越來越龐大，己成為當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)中最重要和最活躍的領(lǐng)域之一。鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對施工過程中和使用中鋼結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測技術(shù)提出了更高的要求?，F(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)普通位置的形變，但是對于鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置其靈敏度達(dá)不到要求，而且鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置不僅要求能監(jiān)測應(yīng)力應(yīng)變，更要求能夠在鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置發(fā)生嚴(yán)重形變之前做出預(yù)警，因此對于鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警仍然是待解決的重大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，通過鋸齒波產(chǎn)生電路，使匹配光柵陣列和傳感光柵陣列的中心波長重合，達(dá)到高精度測量和預(yù)警的目的。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案:一種鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括多個光纖光柵傳感器、光電探測器、A/D轉(zhuǎn)換芯片、D/A模塊、處理器、報(bào)警模塊和短信模塊；所述的光纖光柵傳感器包括匹配光柵陣列和傳感光柵陣列，所述的匹配光柵陣列內(nèi)設(shè)有壓電體;所述的光電探測器通過放大器和A/D轉(zhuǎn)換芯片與處理器輸入端連接;D/A模塊、短信模塊與處理器輸出端連接。
[0005]優(yōu)選的，所述的D/A模塊P0.7 口接SDIN串行數(shù)字信號輸入端，P0.6 口接時鐘脈沖信號，P0.5接片選信號。
[0006]優(yōu)選的，所述的短信模塊采用S1MSOOL模塊。
[0007]優(yōu)選的，所述的A/D轉(zhuǎn)換芯片采用ADS7886芯片。
[0008]優(yōu)選的，所述的處理器采用STC90C52RC單片機(jī)。
[0009]優(yōu)選的，所述的光纖光柵傳感器內(nèi)部設(shè)有兩個光電親合器。
[0010]優(yōu)選的，所述的報(bào)警模塊采用聲光報(bào)警。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型采用匹配光柵解調(diào)法對光纖光柵傳感器的信息進(jìn)行解調(diào)，寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)過光電耦合器入射到傳感光纖光柵陣列，只有滿足Bragg條件的光才能被反射回來，反射回來后再次經(jīng)光電耦合器進(jìn)入匹配光柵陣列，通過在匹配光柵陣列的壓電體上施加鋸齒波掃描電壓信號，調(diào)節(jié)其匹配光柵陣列的中心波長使其在一定范圍內(nèi)變化。當(dāng)匹配光柵陣列的反射譜峰與傳感光柵陣列的反射譜峰重合時，經(jīng)過匹配光柵陣列反射的光強(qiáng)最大，此反射光匯聚到光電探測器上，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，經(jīng)放大器放大后，通過STC90C52RC單片機(jī)芯片控制實(shí)時采集此電壓信號并找出其最大值，此最大值即為經(jīng)過匹配光柵陣列反射后所對應(yīng)的最大光強(qiáng)。同時根據(jù)此最大值可以確定施加在匹配光柵陣列上相對應(yīng)的電壓值，再根據(jù)反射譜峰值波長和掃描電壓的關(guān)系，便可得出，傳感光柵陣列受外界物理量影響后波長漂移量，最后根據(jù)傳感器外界物理量與波長的編碼關(guān)系式即可計(jì)算出應(yīng)變的大小。因此，本實(shí)用新型監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變更加精確，能夠在應(yīng)變十分微小的時候就監(jiān)測到，可以應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵位置。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型鋸齒波產(chǎn)生電路圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型短信發(fā)送模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下是本實(shí)用新型的一個具體實(shí)施例，現(xiàn)結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，一種鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括多個光纖光柵傳感器、光電探測器、A/D轉(zhuǎn)換芯片、D/A模塊、處理器、報(bào)警模塊和短信模塊;所述的光纖光柵傳感器包括匹配光柵陣列和傳感光柵陣列，所述的匹配光柵陣列內(nèi)設(shè)有壓電體;所述的光電探測器通過放大器和A/D轉(zhuǎn)換芯片與處理器輸入端連接;D/A模塊、短信模塊與處理器輸出端連接。
[0017]本實(shí)施例中，所述的A/D轉(zhuǎn)換芯片采用ADS7886芯片，所述的處理器采用STC90C52RC單片機(jī)，所述的光纖光柵傳感器內(nèi)部設(shè)有兩個光電親合器，所述的報(bào)警模塊米用聲光報(bào)警。
[0018]如圖2所示，所述的D/A模塊P0.7 口接SDIN串行數(shù)字信號輸入端，P0.6 口接時鐘脈沖信號，P0.5接片選信號，由STC90C52RC單片機(jī)控制D/A模塊輸出一個鋸齒波驅(qū)動壓電體，使匹配光柵陣列在一定的壓力下中心波長發(fā)生變化，在某一時刻能和傳感光柵陣列的中心波長完全重合，這時透過匹配光柵陣列的光強(qiáng)最大，從而達(dá)到測量的目的。
[0019]所述的短信模塊采用S頂800L模塊，根據(jù)光纖光柵傳感器測得的應(yīng)變值，單片機(jī)進(jìn)行判斷，如果超出設(shè)定值，系統(tǒng)將報(bào)警點(diǎn)的信息發(fā)送到預(yù)設(shè)的手機(jī)號碼中。如圖3所示，為短信模塊的接線圖，其中SIM800L模塊中RST引腳為模塊復(fù)位引腳，接到單片機(jī)的RD端口 dRXD和TXD分別是模塊的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)引腳，接到單片機(jī)的相應(yīng)TXD和RXD上，使SM800L模塊和單片機(jī)進(jìn)行通訊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:包括多個光纖光柵傳感器、光電探測器、A/D轉(zhuǎn)換芯片、D/A模塊、處理器、報(bào)警模塊和短信模塊;所述的光纖光柵傳感器包括匹配光柵陣列和傳感光柵陣列，所述的匹配光柵陣列內(nèi)設(shè)有壓電體;所述的光電探測器通過放大器和A/D轉(zhuǎn)換芯片與處理器輸入端連接;D/A模塊、短信模塊與處理器輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的D/A模塊P0.7 口接SDIN串行數(shù)字信號輸入端，P0.6 口接時鐘脈沖信號，P0.5接片選信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的短信模塊采用SIM800L模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的A/D轉(zhuǎn)換芯片采用ADS7886芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的處理器采用STC90C52RC單片機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的光纖光柵傳感器內(nèi)部設(shè)有兩個光電親合器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的報(bào)警模塊采用聲光報(bào)警。
【文檔編號】G01D5/38GK205537696SQ201620277599
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】黃培, 梁純, 戚海永
【申請人】江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院