專利名稱：應力應變遠程監(jiān)控儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，具體是指一種適用于各種線彈性固體材料的應力應變
遠程監(jiān)控儀。
背景技術：
目前，工程上在測量各種線彈性固體材料的應力應變參數(shù)時，都通過應變片法來 實現(xiàn)，所謂的應變片法是利用電阻應變片力學量，通過電橋轉換成電量，然后通過專門的應 變測量設備進行測量的一種方法。但目前為實現(xiàn)該應片法的專用設備卻只能由工作人員在 現(xiàn)場操控使用，不能實現(xiàn)遠程監(jiān)控和預警，特別是在某些不適合由工作人員現(xiàn)場操作的特 殊場合，要得到這些線彈性固體材料的應力應變就非常困難，而且還會增加工作人員的危 險性。同時，這些設備最多只具備80個通道，遠遠不能滿足現(xiàn)在高效率的需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服目前應力應變設備不能實現(xiàn)遠程監(jiān)控、預警，以及數(shù)據(jù)采 集通道數(shù)量較低的缺陷，提供一種能實現(xiàn)遠程監(jiān)控、通道數(shù)能根據(jù)現(xiàn)場要求進行配置的應 力應變遠程監(jiān)控儀。 本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)應力應變遠程監(jiān)控儀，主要由機箱以及設 置在機箱內部的三通道應變采集器組成，在機箱內部還設有與三通道應變采集器相連接的 主板，與主板相連接的內置電源，設置在三通道應變采集器上的三通道應變采集卡，以及與 三通道應變采集器相連接的控制電路；每個三通道應變采集器的輸出端均并入總線并與 無線傳輸模塊相連接，且該無線傳輸模塊通過無線傳輸網絡與監(jiān)控計算機進行數(shù)據(jù)遠程傳 輸。 進一步地，所述主板的數(shù)量為8個及其以上，每個主板上所設置的三通道應變采 集器的數(shù)量均為8個，且三通道應變采集卡的數(shù)量與三通道應變采集器的數(shù)量相對應。
為了便于拆卸，所述的三通道應變采集卡通過可插入式方式與三通道應變采集器 相連接。 所述的控制電路由通信接口電路、總線接口電路、電源控制電路、電源電路及時鐘 電路組成，且通信接口電路、總線接口電路、電源控制電路和時鐘電路均分別與三通道應變 采集器相連接，而電源電路則同時與三通道應變采集器、無線傳輸模塊及機箱上的電源接 口相連接。同時，該電源接口用于與外接電源相連，以便為本發(fā)明的設備提供工作電流。
所述的三通道應變采集器由微處理器，與主板相連接的調零電路和電源電路，與 微處理器相連接的溫度傳感器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)通信接口電路及三個完全相同的應變采 集通道組成；所述的每個應變采集通道均由應變片、補償片及電阻所組成的電橋，與該電橋 相連接的放大器，以及與該放大器相連接的A/D轉換器組成，且該A/D轉換器還與所述的微 處理器相連接。 為了能較好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述放大器采用放大倍數(shù)為100倍的高精密儀表放大器，A/D轉換器采用16位帶12C接口的微功耗轉換器，且該A/D轉換器的基準選用電橋的 外部基準電壓源。 同時，所述的無線傳輸模塊為GPRS模塊，且無線傳輸網絡采用頻段為900MHz的 GPRS (General Packet Radio Service,通用分組無線業(yè)務)傳輸網絡或頻段為1. 8GHz的 CDMA傳輸網絡。 為了確保設備能正常工作，所述外接電源的供電方式為普通電池組供電、太陽能+ 蓄電池供電、工業(yè)或民用供電。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果 (1)本發(fā)明機箱內的三通道應變采集器的數(shù)量可以根據(jù)實際的需要進行增減，其 數(shù)量可達8個、16個、32個、64個甚至更多。同時，由于每個三通道應變采集器上都設有8 個三通道應變采集卡，因此本發(fā)明的三通道應變采集卡的數(shù)量可達64個、128個、256個、 512個甚至更多。故，本發(fā)明能完全滿足不同場合和不同規(guī)模的使用要求。
(2)由于本發(fā)明的每個三通道應變采集器內部都具有3個通道，因此本發(fā)明的最 大通道數(shù)量可達1536個，遠遠大于傳統(tǒng)的80個通道數(shù)。 (3)本發(fā)明可以任意采用900MHz的GPRS無線網絡或1. 8GHz的CDMA無線網絡，處 于終端的計算機不僅可以全天候的對現(xiàn)場設備進行監(jiān)控、無間斷測量，而且無需人工干預， 并能保證檢測數(shù)據(jù)的實時性和可靠性。因此，本發(fā)明能應用于各種場合，尤其適用于危險系 數(shù)較高的場地。 (4)本發(fā)明的三通道應變采集器中的放大器采用放大倍數(shù)為100倍的高精密儀表 放大器，A/D轉換器采用16位帶fC接口的微功耗轉換器，同時還配有溫度傳感器，再配合 補償片和應變片，因此本發(fā)明大大降低了溫度變化對測量精度的影響。


圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
圖2為本發(fā)明機箱內部整體結構示意圖。
圖3為本發(fā)明機箱內部整體電路結構示意圖。
圖4為本發(fā)明的三通道應變采集器內部結構示意圖。
圖5為本發(fā)明的機箱結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例 如圖1 3所示，本發(fā)明的三通道應變采集器設置在機箱內部的主板上，且在機箱 內部還設有如圖2和3所示的電源、無線傳輸模塊和控制電路。所述的控制電路由通信接 口電路、總線接口電路、電源控制電路、時鐘電路和電源電路組成。連接時，電源電路的一端 與固定在機箱上的電源接口相連接，另一端則分別與無線傳輸模塊和三通道應變采集器相 連接，通過該電源電路，外接電源所提供的直流或交流電均可以轉換成適合三通道應變采 集器和無線傳輸模塊工作的12V的工作電壓。同時，在機箱上還設有圖5所示的蓄電池接 口，即本發(fā)明也可以直接由蓄電池或太陽能+蓄電池對它供電。相應的，在機箱上還設有總
4線接口 ，大線接口 ，與計算機相連接的RS485或USB接口 。其中，總線接口為應變輸入接口 。
同時，時鐘電路、通信接口電路、總線接口電路和電源控制電路均分別與三通道應 變采集器相連接。為了確保通信效果，該無線傳輸模塊采用GPRS模塊，且該GPRS模塊與機 箱上的天線接口相連接后，通過GPRS網絡或CDMA網絡與位于不同地點的控制計算機進行 各種數(shù)據(jù)的傳輸。 由于GPRS網絡它突破了 GSM網絡只能提供電路交換的思維定式，只通過增加相應 的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進行部分改造即可實現(xiàn)分組交換，因此這種改造的投入相 對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當可觀。同時，由于該GPRS網絡具有較高的數(shù) 據(jù)吞吐能力，因此就可以使用手持設備和筆記本電腦進行電視會議和多媒體頁面以及類似 的應用。所以通過GPRS計算機只要能夠聯(lián)入互聯(lián)網便可以與各個無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù) 交換。 GPRS網絡還具有以下三大突出優(yōu)點第一，具有高速數(shù)據(jù)傳輸功能，其速度10倍 于GSM，可以穩(wěn)定地傳送大容量的高質量音頻與視頻文件；第二，具有永遠在線的功能，由 于建立新的連接幾乎無需任何時間(即無需為每次數(shù)據(jù)的訪問建立呼叫連接)，因而能夠 隨時與網絡保持聯(lián)系；第三，具有僅按數(shù)據(jù)流量計費的功能，即根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量(如網 上下載信息時)來計費，而不是按上網時間計費。也就是說，只要不進行數(shù)據(jù)傳輸，即使一 直"在線"，也無需付費，它真正體現(xiàn)了少用少付費的原則。 在移動網絡覆蓋的地方，可以利用GPRS方式將自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進
行遠程傳輸，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。因此為了確保效果，采用GPRS網絡傳輸時，其最佳工作頻
段為900MHz。同時，也可以采用CDMA網絡來進行傳輸，其最佳工作頻段為1. 8GHz。 如圖1所示，在每個機箱的內部還設有8個及其以上的主板，其數(shù)量可以根據(jù)實際
需要進行選取。同時，在每個主板上所設置的三通道應變采集器的數(shù)量均為8個，且在每個
三通道應變采集器上還通過可插入式的方式設有一個三通道應變采集卡。 每個三通道應變采集器的輸出端均并入總線并與無線傳輸模塊相連接，同時，每
個主板都還與機箱內的內置電源相連接。 三通道應變采集器的結構如圖4所示，每個三通道應變采集器均包括有微處理器 (如單片機)，與主板相連接的調零電路和電源電路，與微處理器相連接的溫度傳感器、數(shù) 據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)通信接口電路及三個完全相同的應變采集通道組成。所述的每個應變采集 通道均由應變片、補償片及電阻所組成的電橋，與該電橋相連接的放大器，以及與該放大器 相連接的A/D轉換器組成，且該A/D轉換器還與所述的微處理器相連接。
所述的數(shù)據(jù)通信接口電路分別與控制電路中的時鐘電路、通信接口電路、總線接 口電路和電源控制電路相連接。而總線接口電路和電源控制電路則均與機箱上的總線接口 相連接。 為了確保效果，所述的放大器采用放大倍數(shù)為100倍的高精密儀表放大器，A/D轉 換器采用16位帶It接口的微功耗轉換器。
如上所述，便可以很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權利要求
應力應變遠程監(jiān)控儀，主要由機箱以及設置在機箱內部的三通道應變采集器組成，其特征在于在機箱內部還設有與三通道應變采集器相連接的主板，與主板相連接的內置電源，設置在三通道應變采集器上的三通道應變采集卡，以及與三通道應變采集器相連接的控制電路；每個三通道應變采集器的輸出端均并入總線并與無線傳輸模塊相連接，且該無線傳輸模塊通過無線傳輸網絡與監(jiān)控計算機進行數(shù)據(jù)遠程傳輸。
2. 根據(jù)權利要求1所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述主板的數(shù)量為8個 及其以上，每個主板上所設置的三通道應變采集器的數(shù)量均為8個，且三通道應變采集卡 的數(shù)量與三通道應變采集器的數(shù)量相對應。
3. 根據(jù)權利要求2所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述的三通道應變采集 卡通過可插入式方式與三通道應變采集器相連接。
4. 根據(jù)權利要求1所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述的控制電路由通信 接口電路、總線接口電路、電源控制電路、電源電路及時鐘電路組成，且通信接口電路、總線 接口電路、電源控制電路和時鐘電路均分別與三通道應變采集器相連接，而電源電路則同 時與三通道應變采集器、無線傳輸模塊和機箱上的電源接口相連接，該電源接口與外接電 源相連接。
5. 根據(jù)權利要求1 4任一項所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述的三通 道應變采集器由微處理器，與主板相連接的調零電路和電源電路，與微處理器相連接的溫 度傳感器、數(shù)據(jù)存儲器、數(shù)據(jù)通信接口電路及三個完全相同的應變采集通道組成；所述的每 個應變采集通道均由應變片、補償片及電阻所組成的電橋，與該電橋相連接的放大器，以及 與該放大器相連接的A/D轉換器組成，且該A/D轉換器還與所述的微處理器相連接。
6. 根據(jù)權利要求5所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述放大器采用放大倍 數(shù)為100倍的高精密儀表放大器，A/D轉換器采用16位帶fC接口的微功耗轉換器，且該A/ D轉換器的基準選用電橋的外部基準電壓源。
7. 根據(jù)權利要求5所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述的無線傳輸模塊為 GPRS模塊。
8. 根據(jù)權利要求7所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述的無線傳輸網絡采 用頻段為900MHz的GPRS傳輸網絡或頻段為1. 8GHz的CDMA傳輸網絡。
9. 根據(jù)權利要求8所述的應力應變遠程監(jiān)控儀，其特征在于所述外接電源的供電方 式為普通電池組供電、太陽能+蓄電池供電、工業(yè)或民用供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了應力應變遠程監(jiān)控儀，主要由機箱以及設置在機箱內部的三通道應變采集器組成，其特征在于在機箱內部還設有與三通道應變采集器相連接的主板，與主板相連接的內置電源，設置在三通道應變采集器上的三通道應變采集卡，以及與三通道應變采集器相連接的控制電路；每個三通道應變采集器的輸出端均并入總線并與無線傳輸模塊相連接，且該無線傳輸模塊通過無線傳輸網絡與監(jiān)控計算機進行數(shù)據(jù)遠程傳輸。本發(fā)明機箱內的三通道應變采集器的數(shù)量可以根據(jù)實際的需要進行增減，其數(shù)量可達8個、16個、32個、64個甚至更多。
文檔編號G01L1/20GK101718518SQ200910224630
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權日2009年11月16日
發(fā)明者馬廷霞 申請人:馬廷霞