本實用新型涉及一種多通道磁通量開關(guān)箱模塊，是基于微控制器、繼電器切換電路的多通道磁通量傳感器選通模塊，涉及到索力監(jiān)測行業(yè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

磁通量傳感器是基于鐵磁性材料的磁彈效應(yīng)原理制成。即當鐵磁性材料承受的外界機械荷載發(fā)生變化時，其內(nèi)部的磁導(dǎo)率發(fā)生變化，通過測量鐵磁性材料制成的構(gòu)件的磁導(dǎo)率變化，來測定構(gòu)件的內(nèi)力。

磁通量傳感器由激勵線圈、感應(yīng)線圈、溫度模塊組成。將磁通量傳感器穿心套在纜索材料進行測量時，通過激勵源使激勵線圈內(nèi)產(chǎn)生脈沖電流，纜索被磁化，會在構(gòu)件的縱向產(chǎn)生脈沖磁場。由于電磁感應(yīng)，在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓對時間積分可得到纜索材料的磁導(dǎo)率變化。溫度傳感器用于采集傳感器的環(huán)境溫度值。

由于磁通量采集系統(tǒng)在使用時需要使用多個傳感器，一般有十幾到幾十個不等，傳統(tǒng)磁通量采集主機往往只能接入8個傳感器，且采集主機成本高、體積較大。因此在面對大于8個甚至幾十個傳感器的場景時，需要配置多臺磁通量采集主機，往往使得系統(tǒng)成本低，且使用多臺主機導(dǎo)致系統(tǒng)繁瑣。

傳統(tǒng)的磁通采集主機因為接入傳感器的數(shù)量有限，在面對幾十個傳感器的場合時需要配套多臺采集主機，存在一定局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種多通道磁通量開關(guān)箱模塊，可實現(xiàn)多臺級聯(lián)的功能，使得可使用多臺開關(guān)箱模塊進行片選、最終選通一路至采集主機的功能，減少系統(tǒng)主機的數(shù)量，提高系統(tǒng)可靠性。

本實用新型為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種多通道磁通量開關(guān)箱模塊，它包括有多路高壓繼電器、第一驅(qū)動電路、信號繼電器、第二驅(qū)動電路和光耦繼電器；

每路高壓繼電器與第一驅(qū)動電路連接；

每路信號繼電器與第二驅(qū)動電路連接；

其中第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路和光耦繼電器都與微型控制器連接。

進一步的，它還包括有CAN驅(qū)動電路和電源模塊，所述CAN驅(qū)動電路和電源模塊都與微型控制器連接。

進一步的，高壓繼電器、第一驅(qū)動電路、信號繼電器、第二驅(qū)動電路和光耦繼電器的數(shù)量為16路或者32路。

設(shè)計有高壓繼電器及其第一驅(qū)動電路用于磁通量傳感器激勵繞組的選通功能；

設(shè)計有信號繼電器及其第二驅(qū)動電路用于磁通量傳感器感應(yīng)繞組的選通功能；

設(shè)計有光耦繼電器用于磁通量傳感器溫度模塊的選通功能；

開關(guān)選功能由微型控制器進行控制，通過微型控制器的管腳驅(qū)動各選通模塊，進行開關(guān)選通操作；

設(shè)計有CAN驅(qū)動電路、電源模塊，可通過CAN與主機通信的方式進行控制，并支持多臺級聯(lián)。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的開關(guān)箱模塊可實現(xiàn)多臺級聯(lián)，在面對幾十個甚至上百數(shù)量的監(jiān)測場景，仍可只使用一臺主采集儀、多臺開關(guān)箱模塊進行匹配，大大降低系統(tǒng)成本及提高可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為高壓繼電器電路示意圖；

圖3為信號繼電器電路示意圖；

圖4為光耦繼電器電路示意圖；

圖5為CAN驅(qū)動電路示意圖；

圖6為電源電路示意圖。

具體實施方式

一種多通道磁通量開關(guān)箱模塊，其特征在于：它包括有多路高壓繼電器1、第一驅(qū)動電路2、信號繼電器5、第二驅(qū)動電路4和光耦繼電器6；

每路高壓繼電器1與第一驅(qū)動電路2連接；

每路信號繼電器5與第二驅(qū)動電路4連接；

其中第一驅(qū)動電路2、第二驅(qū)動電路4和光耦繼電器6都與微型控制器3連接。

它還包括有CAN驅(qū)動電路7和電源模塊8，所述CAN驅(qū)動電路7和電源模塊8都與微型控制器3連接。

高壓繼電器1、第一驅(qū)動電路2、信號繼電器5、第二驅(qū)動電路4和光耦繼電器6的數(shù)量為16路或者32路。

設(shè)計有高壓繼電器及其第一驅(qū)動電路用于磁通量傳感器激勵繞組的選通功能；

設(shè)計有信號繼電器及其第二驅(qū)動電路用于磁通量傳感器感應(yīng)繞組的選通功能；

設(shè)計有光耦繼電器用于磁通量傳感器溫度模塊的選通功能；

開關(guān)選功能由微型控制器進行控制，通過微型控制器的管腳驅(qū)動各選通模塊，進行開關(guān)選通操作；

設(shè)計有CAN驅(qū)動電路、電源模塊，可通過CAN與主機通信的方式進行控制，并支持多臺級聯(lián)。

列舉一實例具體說明：

磁通量傳感器主要由激勵繞組、感應(yīng)繞組、溫度傳感器三部分組成，內(nèi)部使用六芯電纜進行信號傳輸，因此開關(guān)箱模塊內(nèi)部分別對三部分進行選通設(shè)計。并將選通后輸出至磁通量采集主機。

激勵繞組主要完成磁通量傳感器對纜索的磁化功能，由于激勵電壓最高可達300V，電流達10A，因此使用德力西高壓繼電器 JQX-13F實現(xiàn)激勵繞組的選通，并通過場效應(yīng)管進行驅(qū)動。

磁通量感應(yīng)繞組為信號端，使用HK4100F-DC5V-SHG 5V 小型信號繼電器信號繼電器進行選通功能，并通過場效應(yīng)管進行驅(qū)動。

磁通量傳感器內(nèi)部的溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器DS18B20，其輸出信號為數(shù)字信號，因此，本實用新型在設(shè)計溫度片選時采用體積小的光耦繼電器AQW212進行實現(xiàn)，光耦繼電器驅(qū)動電流小、可靠性高。

本實用新型采用外部直流12V供電，已提高開關(guān)箱的實用性，由于微型控制器、繼電器等為低壓3.3V供電的器件，因此本實用新型采用了LM1117-5.0和LM1117.3.3穩(wěn)壓器件進行降壓，使得滿足系統(tǒng)內(nèi)部器件的供電要求。

為了滿足開關(guān)箱的模塊化、可級聯(lián)的要求，本實用新型內(nèi)置一款16或32位的STM32F103型微型控制器，用于驅(qū)動各選通模塊。并設(shè)計有CAN驅(qū)動電路，器件為SN65HVD230，開關(guān)箱模塊與主采集儀間采用CAN通信，主采集儀發(fā)出需要選通的通道號后，開關(guān)箱模塊對應(yīng)打開該通道傳感器的高壓繼電器、信號繼電器、溫度光耦，使需要采集的傳感器與主采集儀間實現(xiàn)物理連接。且由于CAN通信可實現(xiàn)多臺并聯(lián)，因此，本實用新型的開關(guān)箱模塊可實現(xiàn)多臺級聯(lián)，在面對幾十個甚至上百數(shù)量的監(jiān)測場景，仍可只使用一臺主采集儀、多臺開關(guān)箱模塊進行匹配，大大降低系統(tǒng)成本及提高可靠性。