CN103175596A - 用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，包括供电电源、成对布设在桥梁部署节点上的多个应力传感器和多个位移传感器、与多个应力传感器和多个位移传感器相接的信号调理电路模块、与信号调理电路相接的A/D转换电路、与A/D转换电路相接并用于对A/D转换电路所输出的信号进行分析处理检测车辆是否超载的处理器模块、以及与处理器模块相接的触摸屏、数据存储器模块和用于超载报警的报警器模块，供电电源包括AC/DC转换器和与AC/DC转换器相接的可充电电池。本发明结构简单，设计合理，监测精度高，抗干扰能力强，安装方便配置灵活，车辆在高速行驶过程中也可动态检测车辆超载情况，使用效果好，便于推广使用。

Description

用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置

技术领域

本发明涉及桥梁健康监测技术领域，尤其是涉及一种用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置。

背景技术

随着我国交通事业的发展，桥梁的健康维护日益被人们关注，对大跨径桥梁进行健康监测来确保桥梁结构的安全并实现早期预警成为首要问题，而车辆的超重现象造成了路面桥梁等设施的破坏从而恶化了道路服务水平和行车安全状况，带来了昂贵的修复费用甚至结构的垮塌，给国家造成巨大的经济损失。同时因超载运输引发的交通事故也日益增多威胁着人民的生命安全。由于超载车辆控制能力降低容易导致交通事故发生，在某些地区与车辆超载有关的交通事故肇事已经占到了交通事故总数的20％左右。在传统的货运车上，由于没有自带的载重检测装置，车辆称重都是在货车装好货物后在静止时进行的，这种称重方式是最准确的方法，但是这种传统的称重方式有它自身的缺点，测量效率较低、需要人工干预，无法实现对车辆的24小时不停车动态地监测行驶中车辆的轴载。由于以上缺点，桥梁的健康状态的维持得不到及时的控制。因此急需开发一种用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，能够方便的安装并运用到桥梁的整个健康检测系统中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其结构简单，设计合理，监测精度高，抗干扰能力强，安装方便配置灵活，车辆在高速行驶过程中也可动态检测车辆超载情况，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：包括供电电源、成对布设在桥梁部署节点上的多个应力传感器和多个位移传感器、与多个应力传感器和多个位移传感器相接并用于对多个应力传感器和多个位移传感器所输出的信号进行放大和滤波处理的信号调理电路模块、与信号调理电路相接并用于对信号调理电路所输出的信号进行A/D转换的A/D转换电路、与A/D转换电路相接并用于对A/D转换电路所输出的信号进行分析处理检测车辆是否超载的处理器模块、以及与处理器模块相接的用于人机交互的触摸屏、用于存储检测数据的数据存储器模块和用于超载报警的报警器模块，所述供电电源包括AC/DC转换器和与AC/DC转换器相接的可充电电池。

上述的用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：所述处理器模块为单片机C8051F060。

上述的用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：所述报警器模块为声光报警器。

上述的用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：所述数据存储器模块为SD卡或CF卡。

本发明具有以下特征和优点：

1、结构简单、安装方便、功能齐全、成本低、实用性强。

2、采用对应力变化灵敏度高、响应时间短的高精度微传感器，防震、防水、抗干扰能力强，保证了数据的可信度。

3、人机交互界面友好，用户可在触摸屏上直接设置装置参数。

4、具备报警提示功能，用户可根据实际需要选择是否设置过载报警及报警提示方式。

5、装置可通过触摸屏显示各传感器的工作状态和数据采集的结果。

6、具有低功耗、智能化的特点，采用可充电电池供电，又可接入车载电源直接对装置供电。

7、采用小型化模块化设计，安装方便配置灵活，车辆在高速行驶过程中也可动态检测车辆超载情况。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，监测精度高，抗干扰能力强，安装方便配置灵活，车辆在高速行驶过程中也可动态检测车辆超载情况，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明：

1-供电电源；           1-1-AC/DC转换器；    1-2-可充电电池；

2-应力传感器；         3-位移传感器；       4-信号调理电路模块；

5-A/D转换电路模块；    6-处理器模块；       7-触摸屏；

8-数据存储器模块；     9-报警器模块。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括供电电源1、成对布设在桥梁部署节点上的多个应力传感器2和多个位移传感器3、与多个应力传感器2和多个位移传感器3相接并用于对多个应力传感器2和多个位移传感器3所输出的信号进行放大和滤波处理的信号调理电路模块4、与信号调理电路模块4相接并用于对信号调理电路模块4所输出的信号进行A/D转换的A/D转换电路模块5、与A/D转换电路模块5相接并用于对A/D转换电路模块5所输出的信号进行分析处理检测车辆是否超载的处理器模块6、以及与处理器模块6相接的用于人机交互的触摸屏7、用于存储检测数据的数据存储器模块8和用于超载报警的报警器模块9，所述供电电源1包括AC/DC转换器1-1和与AC/DC转换器1-1相接的可充电电池1-2。

如图1所示，本实施例中，所述处理器模块6为单片机C8051F060。所述报警器模块9为声光报警器。所述数据存储器模块8为SD卡或CF卡。

本发明的工作原理及工作过程是：桥梁无车辆经过时，打开装置电源开关，读取触摸屏7上显示的初始数值，若触摸屏7显示的载重值非零，则应先进行清零，然后通过触摸屏7设定超载报警阀值和采样时间间隔。按下运行按钮，整个装置进入工作状态。布设在桥梁部署节点上的多个应力传感器2和多个位移传感器3开始测量车辆经过桥梁段后引起的应力变化和位移变化，并传回模拟量信号给信号调理电路模块4，模拟量信号经过信号调理电路模块4放大、滤除噪声、还原失真等预处理过程后输出给A/D转换电路模块5，A/D转换电路模块5将模拟信号转换成数字信号后输出给处理器模块6，处理器模块6提取特征数据，依据特定算法计算得到车辆的实际载重值。此结论再实时显示在触摸屏7上，同时，处理器模块6中相应程序开始判断车辆当前载重是否满足预先设定阀值，如果车辆载重超过了阀值，系统的报警器模块9就发出报警信号，以提醒已经超载了，对桥梁的原有的结构承受造成伤害。若车辆当前载重未超过阀值，则触摸屏7上将会显示出当前车辆的实际载重。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：包括供电电源(1)、成对布设在桥梁部署节点上的多个应力传感器(2)和多个位移传感器(3)、与多个应力传感器(2)和多个位移传感器(3)相接并用于对多个应力传感器(2)和多个位移传感器(3)所输出的信号进行放大和滤波处理的信号调理电路模块(4)、与信号调理电路模块(4)相接并用于对信号调理电路模块(4)所输出的信号进行A/D转换的A/D转换电路模块(5)、与A/D转换电路模块(5)相接并用于对A/D转换电路模块(5)所输出的信号进行分析处理检测车辆是否超载的处理器模块(6)、以及与处理器模块(6)相接的用于人机交互的触摸屏(7)、用于存储检测数据的数据存储器模块(8)和用于超载报警的报警器模块(9)，所述供电电源(1)包括AC/DC转换器(1-1)和与AC/DC转换器(1-1)相接的可充电电池(1-2)。

2.按照权利要求1所述的用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：所述处理器模块(6)为单片机C8051F060。

3.按照权利要求1或2所述的用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：所述报警器模块(9)为声光报警器。

4.按照权利要求1或2所述的用于桥梁监测的高精度微传感器车辆超载及警示装置，其特征在于：所述数据存储器模块(8)为SD卡或CF卡。

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