用于船舶结构长期安全监测的分布式应变采集器

摘要

本发明公开了一种用于船舶结构长期安全监测的分布式应变采集器，包括电路板硬件、外壳、电源通信插座以及传感器插座；电源通信插座和传感器插座安装于外壳的两侧壁上，电路板硬件固定于外壳的底部，电路板硬件上各电源、信号线通过导线与电源通信插座以及传感器插座连接；电路板硬件由信号调理采集模块、微控制器、CAN通信模块和电源管理模块组成，适用的传感器为电阻应变式传感器。本发明的多个分布式应变采集器配合监测主机，能够组建成大规模的面向船舶结构长期安全监测应用的分布式传感器网络，实施时每个应变采集器可以灵活地布置于传感器附近，对船舶结构应变应力进行实时监测，并把测量数据实时传递给监测主机。

主权项

一种用于船舶结构长期安全监测的分布式应变采集器，其特征在于：包括电路板硬件（A）、外壳（B）、电源通信插座（C）以及传感器插座（D）；电源通信插座（C）和传感器插座（D）安装于外壳（B）的两侧壁上，电路板硬件（A）固定于外壳（B）的底部，电路板硬件（A）上各电源、信号线通过导线与电源通信插座（C）以及传感器插座（D）连接；电路板硬件（A）包括信号调理采集模块（1）、微控制器（2）、CAN通信模块（3）和电源管理模块（4）；信号调理采集模块（1）的输入端与传感器（5）连接；微控制器（2）内置SPI接口、CAN控制器和CPU；微控制器（2）与信号调理采集模块（1）通过SPI接口连接，将经过信号调理采集模块（1）模数转换的数字信号输入CPU中进行信号处理；微控制器（2）的CAN控制器通过CAN通信模块（3）与CAN总线网络连接，将CPU处理的数字信息经CAN总线发送至监测主机（7）；电源管理模块（4）的输入端连接直流电源（6），输出端分别连接信号调理采集模块（1）、微控制器（2）和CAN通信模块（3）；直流电源（6）、监测主机（7）通过电源通信插座（C）与电路板硬件（A）连接；传感器（5）通过传感器插座（D）与电路板硬件（A）连接；所述信号调理采集模块（1）包括电子开关（11）、桥臂电阻（13）、恒压电路（14）和集成模数转换器（12）；集成模数转换器（12）内置可编程增益信号放大器、模数转换器、GPIO口和SPI接口；集成模数转换器（12）的GPIO口连接电子开关（11），根据桥路设置类型控制电子开关（11）的断开和闭合，使得连接在电子开关（11）上的桥臂电阻（13）组成相应的桥臂电路；集成模数转换器（12）的输入端连接由桥臂电阻（13）组成的桥臂电路的输出，对桥臂电路输出的模拟信号进行放大调理和模数转换；集成模数转换器（12）与微控制器（2）通过SPI接口连接，进行数据的收发；恒压电路（14）与桥臂电路连接，为桥臂电路提供基准激励电压。