CN107727883A - 一种自容式加速度监测装置 - Google Patents

Abstract

一种自容式加速度监测装置，包括壳体和主板，壳体的盖子上部安装水平珠，壳体内部安装主板和电池，主板上设有微处理器、加速度传感器、存储器电源模块和PC机接口，加速度传感器、存储器电源模块和PC机接口连接微处理器，电池通过导线连接主板的电源模块。本发明体积小，安装便捷，避免后续数据处理的额外工作；微处理器、储存器、加速度传感器、实时时钟芯片及电源模块、双色电源状态指示灯集成在一个主板上，功能清晰，空间利用率高；存储器选用的SD卡，存储数据量大，连续测量时间长；电池电压可选范围为5‑36V，方便用户根据实际情况选用，电池可选用大容量可充电锂电池，大大提高了连续测量时间；将加速度信息实时写入SD卡，方便数据读取。

Description

一种自容式加速度监测装置

技术领域

本发明涉及海上结构物运动姿态监测技术领域，尤其涉及一种面向海洋结构物运动姿态监测用的加速度传感器。

背景技术

海上结构物的运动姿态是评估结构状态及安全的重要指标。振动加速度是一种重要的运动姿态信息，其是评估海冰危害的重要判据,对于评价结构的冰振情况以及结构的抗冰性能等都十分重要。因此，准确的对海洋结构物加速度信息进行准确监测十分必要。

常规的振动加速度监测方法需要布设长距离的导线，安装麻烦且现场可靠性不高，且在平台断电等情况下会造成数据丢失等问题。

此外，在进行加速度测量时，如果传感器不能水平放置则会受到重力加速度的影响，需要对测量结果进行修正，增加额外工作量，而且这样得到的数据误差较大，另外传感器安放过程也比较复杂，因此在设计传感器时也要对传感器的使用便捷性进行充分考虑。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于测量海上结构物两个轴向的运动加速度的自容式加速度传感器。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种自容式加速度监测装置，包括壳体21和主板10，壳体1的盖子1上部安装水平珠3，壳体21内部安装主板10和电池7，主板10上设有微处理器13、加速度传感器15、存储器14电源模块17和PC机接口19，加速度传感器15、存储器14电源模块17和PC机接口19连接微处理器13，电池7通过导线连接主板10的电源模块17。

所述壳体21上设有壳体螺孔9，壳体21内设有电路板支座8，主板10上设有与壳体螺孔9位置对应的主板螺孔20，主板10通过螺丝、主板螺孔20及壳体螺孔9固定在电路板支座8上。

所述壳体21内部设有电池仓12，盖子1上设有与电池仓12对应的电池仓盖4，电池仓12内的电池7通过壳体21内侧的导线通孔6连接电源模块17。

所述主板10上设有实时时钟芯片16，实时时钟芯片16连接微处理器13。

所述主板10上设有双色电源状态指示灯18，双色电源状态指示灯18连接微处理器13，盖子1上设有与双色电源状态指示灯18匹配的灯孔11。

所述存储器14为SD卡，壳体21上设有与SD卡相匹配的SD卡通孔2。

所述壳体21下部设有高度可调的防滑底座5。

所述微处理器13的型号为STM32F103，实时时钟芯片 16的型号为 DS1302，电池7为大容量可充电锂电池，电压范围为5-36V。

所述PC机接口19为swd接口。

本发明的自容式加速度监测装置，其具有以下优点：1、包括一个方便调整水平的装置外壳以及安装在外壳内的主板及电池，装置体积小，安装便捷，避免后续数据处理的额外工作。2、微处理器、储存器、加速度传感器、实时时钟芯片及电源模块、双色电源状态指示灯集成在一个主板上，功能清晰，空间利用率高；3、存储器选用的SD卡可以高16G，存储数据量大，连续测量时间长；4、电池电压可选范围为5-36V，方便用户根据实际情况选用，电池可选用大容量可充电锂电池，大大提高了连续测量时间，延长了维护周期；5、将加速度信息实时写入SD卡，方便数据读取。

附图说明

图1是本发明自容式加速度监测装置整体结构图。

图2是本发明自容式加速度监测装置主板结构和原理图。

图中：1、盖子，2、SD卡通光孔，3、水平珠，4、电池仓盖，5、防滑底座，6、导线通孔，7、电池，8、电路板支座，9、壳体螺孔，10、主板，11、灯孔，12、电池仓，13、微处理器，14、存储器，15、加速度传感器，16、实时时钟芯片，17、电源模块，18、双色电源状态指示灯，19、PC机接口，20、主板螺孔，21、壳体。

具体实施方式

本发明的自容式加速度监测装置，包括以下几部分，一个方便调整水平的装置壳体21，如图1所示，壳体21上部设有盖子1，盖子1上设有灯孔11，壳体21上设有SD卡通孔2，盖子1上部设有水平珠3，盖子1上设有电池仓盖4，壳体1下部设有高度可调的防滑底座5，壳体1内部设有导线通孔6、电路板支座8、螺孔9、电池仓12。

还包括安装在外壳内的主板10，如图2所示，其上集成有微处理器13、储存器14、加速度传感器15、实时时钟芯片16及电源模块17、双色电源状态指示灯18、PC机接口19，PC机接口为swd接口，利用螺丝通过主板螺孔20及壳体螺孔9固定在电路板支座8上，安装在外壳电池仓内的电池7通过导线通孔6来连接到电源模块17为装置供电。上述实施例中，微处理器 13的型号为STM32F103，微处理器13是本发明的核心控制处理单元，负责按照给定的测量参数，完成加速度传感器 4的数据采集、存储和传输，并协调各个组成部分安全可靠的运行。

上述实施例中，存储器14可以采用高达16G的SD卡，保证系统连续测量时有足够的存储空间。

上述实施例中，实时时钟芯片 16的型号为DS1302，实时时钟芯片16可以为装置提供准确的时间，并可以在装置休眠时采用报警模式定时产生中断信号唤醒微处理器13，还可以充当外部看门狗防止微处理器13死机或者程序跑飞。

上述实施例中，电池电压可选范围为5-36V，方便用户根据实际情况选用，电池可选用大容量可充电锂电池，大大提高了连续测量时间，延长了维护周期。

其工作原理如下：

在系统投入工作前，首先通过swd接口19与 PC 机相连设置采集时间、采样时长、休眠时间和采样频率，这些参数将会保存在微处理器13的 FLASH 中。然后将本发明安装在海上结构物上面，通过外壳上的水平珠3及高度可调的防滑底座5调整水平。安装完成后，本发明将会按照此前设定的参数开始工作，采集加速度数据并存入存储器14中。主板上的双色电源状态指示灯18穿过灯孔11，为系统的工作状态提供指示，在正常工作状态下，指示灯为绿色，当电池电压过低时，指示灯变为红色，用户可打开电池仓盖4来更换电池7。在采样结束后，通过SD卡通孔2将存储模块14中的SD卡取出，直接由 PC 机读取。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自容式加速度监测装置，其特征在于：包括壳体（21）和主板（10），壳体（1）的盖子（1）上部安装水平珠（3），壳体（21）内部安装主板（10）和电池（7），主板（10）上设有微处理器（13）、加速度传感器（15）、存储器（14）电源模块（17）和PC机接口（19），加速度传感器（15）、存储器（14）电源模块（17）和PC机接口（19）连接微处理器（13），电池（7）通过导线连接主板（10）的电源模块（17）。

2.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述壳体（21）上设有壳体螺孔（9），壳体（21）内设有电路板支座（8），主板（10）上设有与壳体螺孔（9）位置对应的主板螺孔（20），主板（10）通过螺丝、主板螺孔（20）及壳体螺孔（9）固定在电路板支座（8）上。

3.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述壳体（21）内部设有电池仓（12），盖子（1）上设有与电池仓（12）对应的电池仓盖（4），电池仓（12）内的电池（7）通过壳体（21）内侧的导线通孔（6）连接电源模块（17）。

4.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述主板（10）上设有实时时钟芯片(16)，实时时钟芯片(16)连接微处理器(13)。

5.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述主板（10）上设有双色电源状态指示灯（18），双色电源状态指示灯（18）连接微处理器（13），盖子（1）上设有与双色电源状态指示灯（18）匹配的灯孔（11）。

6.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述存储器（14）为SD卡，壳体（21）上设有与SD卡相匹配的SD卡通孔（2）。

7.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述壳体（21）下部设有高度可调的防滑底座（5）。

8.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述微处理器（13）的型号为STM32F103，实时时钟芯片 (16)的型号为 DS1302，电池（7）为大容量可充电锂电池，电压范围为5-36V。

9.根据权利要求1所述的一种自容式加速度监测装置，其特征在于：所述PC机接口（19）为swd接口。