CN110793697A - 一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统 - Google Patents
一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110793697A CN110793697A CN201911301833.0A CN201911301833A CN110793697A CN 110793697 A CN110793697 A CN 110793697A CN 201911301833 A CN201911301833 A CN 201911301833A CN 110793697 A CN110793697 A CN 110793697A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitor
- resistor
- stress sensor
- ship
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0004—Force transducers adapted for mounting in a bore of the force receiving structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0028—Force sensors associated with force applying means
- G01L5/0033—Force sensors associated with force applying means applying a pulling force
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统，包括供电模块、无线网络模块、嵌入式主控制器、接口模块和应力传感器，应力传感器安装在船闸系船钩上，实时检测系船钩所受拉力的大小，传感器检测到拉力信号后经过接口模块，将信号传输至嵌入式主控制器，主控制器通过无线网络模块将数据传输至后台服务器并通过终端界面实时呈现系船钩状态，对数据进行分析处理，对异常的系船钩进行报警。本发明提供的检测系统具有安全稳定、节能低耗、智能高效的特点，使检修人员更加方便地维护系船钩，从而提高船舶靠泊的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及内河船闸安全管理技术领域，具体为一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统。
背景技术
系船钩是船闸中必不可少的附属设施，在闸室或引航道中，通过缆绳系船舶运动产生的作用力传到系船钩上，系船钩提供反作用力控制船舶运动，避免其撞击闸门、闸墙。近年来，船舶实际通过量逐年增加，致使船闸运行频率逐年加大，从而导致直接参与船闸运营的设备、零件的损坏率逐年上升，系船设备的损坏率居高不下。系船钩的损坏会对船舶稳固造成严重的后果，船舶不能正常稳固停靠可能会发生撞击闸墙或闸门等事故。因此亟需一种系船钩压力检测系统，实时监测系船钩状态，并对异常情况发出报警。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统,包括供电模块、无线网络模块、嵌入式主控制器、接口模块、应力传感器和传感信号采集传输模块，所述应力传感器安装在船闸系船钩上，所述应力传感器通过传感信号采集传输模块连接接口模块，所述接口模块连接嵌入式主控制器，所述供电模块连接嵌入式主控制器，所述嵌入式主控制器通过无线网络模块连接后台监控中心。
优选的，所述数据采集单元包括电压传感器、电流传感器、温度传感器、振动传感器、传感信号采集传输单元；所述电压传感器、电流传感器、温度传感器、振动传感器分别连接传感信号采集传输单元，所述传感信号采集传输单元连接主控芯片。
优选的，所述传感信号采集传输模块包括运算放大器、两级场效应宽带放大器，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端连接电容D一端并接地，电阻D另一端和电容D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的输出端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接两级场效应宽带放大器的负极输入端，两级场效应宽带放大器的负极输入端还连接电阻G并接地，两级场效应宽带放大器的正极输入端连接电阻E一端，电阻E另一端连接运算放大器输出端，还包括电容F、电容G、电容H，电容F一端、电容G一端、电容H一端分别接电源端，电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地。
优选的，所述供电模块由太阳能板和锂电池组成，隐藏式地安装于靠船墩上，通过降压和稳压装置得到3.3V恒定的电源输出。
优选的，所述嵌入式主控制器采用STM32单片机。
优选的，所述应力传感器采用系船钩内侧安装的方式，应力传感器装在系船钩的左上和右下两个固定螺栓上，通过在系船钩钩体内铣孔的方式预留安装空间。
优选的，其使用方法包括以下步骤：
A、应力传感器安装在船闸系船钩上，实时检测系船钩所受拉力的大小；
B、应力传感器检测到拉力信号后经过传感信号采集传输模块采集放大后传输至接口模块，将信号传输至嵌入式主控制器；
C、嵌入式主控制器通过无线网络模块将数据传输至后台监控中心并通过终端界面实时呈现系船钩状态，对数据进行分析处理，对异常的系船钩进行报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的检测系统具有安全稳定、节能低耗、智能高效的特点，使检修人员更加方便地维护系船钩，从而提高船舶靠泊的安全性。
(2)本发明采用的传感信号采集传输模块反应灵敏，实现对微弱信号进行放大、且失真度低，进一步提高了检测精度。
附图说明
图1为本发明系统原理框图；
图2为本发明传感信号采集传输模块电路图；
图3为本发明流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统,包括供电模块1、无线网络模块2、嵌入式主控制器3、接口模块4、应力传感器5和传感信号采集传输模块6，所述应力传感器5安装在船闸系船钩上，所述应力传感器5通过传感信号采集传输模块6连接接口模块4，所述接口模块4连接嵌入式主控制器3，所述供电模块1连接嵌入式主控制器3，所述嵌入式主控制器3通过无线网络模块2连接后台监控中心7。
其中，供电模块1由太阳能板和锂电池组成，隐藏式地安装于靠船墩上，选用5V/140mA的锂电池作为电源，通过降压和稳压装置得到3.3V恒定的电源输出。
本发明中，嵌入式主控制器3采用STM32单片机。实现对应力传感器的信号采集和数据处理功能，可定时上传应力传感器采集的数据，当采集的数据超过设定的阈值时，发出报警信号。阈值设为信号平均值的1.3倍，平均值为上一周所有采集信号的平均值，即每周将根据上一周的信号更改阈值。
本发明中，应力传感器采用系船钩内侧安装的方式，应力传感器装在系船钩的左上和右下两个固定螺栓上，通过在系船钩钩体内铣孔的方式预留安装空间。
另外，本发明中，传感信号采集传输模块6包括运算放大器8、两级场效应宽带放大器9，所述运算放大器8的一个输入端分别连接电阻B 2a一端和电容B 2b一端，电容B 2b另一端接地，电阻B 2a另一端分别连接电阻A 1a一端和电容A 1b一端，电容A 1b另一端连接运算放大器8的输出端，运算放大器8的另一输入端分别连接电阻C 3a一端和电阻D 4a一端，电阻C 3a另一端连接电容D4b一端并接地，电阻D 4a另一端和电容D4b另一端连接运算放大器8的输出端；所述两级场效应宽带放大器9的输出端连接电容E 5b一端，电容E 5b另一端连接电阻F 6a一端，电阻F 6a另一端连接两级场效应宽带放大器9的负极输入端，两级场效应宽带放大器9的负极输入端还连接电阻G7a并接地，两级场效应宽带放大器9的正极输入端连接电阻E5a一端，电阻E5a另一端连接运算放大器8输出端，还包括电容F 6b、电容G7b、电容H 8b，电容F 6b一端、电容G 7b一端、电容H 8b一端分别接电源端，电容F 6b另一端、电容G 7b另一端、电容H 8b另一端均接地。运算放大器8对信号进行处理，保证传输信号的质量，并通过反馈原理将信号信息放大2倍，然后再传递给后面的两级场效应宽带放大器9再次对信号进行二次放大，最后再将信号输出。本发明采用的传感信号采集传输模块反应灵敏，实现对微弱信号进行放大、且失真度低，进一步提高了检测精度。
工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：
A、应力传感器安装在船闸系船钩上，实时检测系船钩所受拉力的大小；
B、应力传感器检测到拉力信号后经过传感信号采集传输模块采集放大后传输至接口模块，将信号传输至嵌入式主控制器；
C、嵌入式主控制器通过无线网络模块将数据传输至后台监控中心并通过终端界面实时呈现系船钩状态，对数据进行分析处理，对异常的系船钩进行报警。
综上所述，本发明提供的检测系统具有安全稳定、节能低耗、智能高效的特点，使检修人员更加方便地维护系船钩，从而提高船舶靠泊的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统,其特征在于：包括供电模块(1)、无线网络模块(2)、嵌入式主控制器(3)、接口模块(4)、应力传感器(5)和传感信号采集传输模块(6)，所述应力传感器(5)安装在船闸系船钩上，所述应力传感器(5)通过传感信号采集传输模块(6)连接接口模块(4)，所述接口模块(4)连接嵌入式主控制器(3)，所述供电模块(1)连接嵌入式主控制器(3)，所述嵌入式主控制器(3)通过无线网络模块(2)连接后台监控中心(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统，其特征在于：所述传感信号采集传输模块(6)包括运算放大器(8)、两级场效应宽带放大器(9)，所述运算放大器(8)的一个输入端分别连接电阻B(2a)一端和电容B(2b)一端，电容B(2b)另一端接地，电阻B(2a)另一端分别连接电阻A(1a)一端和电容A(1b)一端，电容A(1b)另一端连接运算放大器(8)的输出端，运算放大器(8)的另一输入端分别连接电阻C(3a)一端和电阻D(4a)一端，电阻C(3a)另一端连接电容D(4b)一端并接地，电阻D(4a)另一端和电容D(4b)另一端连接运算放大器(8)的输出端；所述两级场效应宽带放大器(9)的输出端连接电容E(5b)一端，电容E(5b)另一端连接电阻F(6a)一端，电阻F(6a)另一端连接两级场效应宽带放大器(9)的负极输入端，两级场效应宽带放大器(9)的负极输入端还连接电阻G(7a)并接地，两级场效应宽带放大器(9)的正极输入端连接电阻E(5a)一端，电阻E(5a)另一端连接运算放大器(8)输出端，还包括电容F(6b)、电容G(7b)、电容H(8b)，电容F(6b)一端、电容G(7b)一端、电容H(8b)一端分别接电源端，电容F(6b)另一端、电容G(7b)另一端、电容H(8b)另一端均接地。
3.根据权利要求1所述的一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统，其特征在于：所述供电模块(1)由太阳能板和锂电池组成，隐藏式地安装于靠船墩上，通过降压和稳压装置得到3.3V恒定的电源输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统，其特征在于：所述嵌入式主控制器(3)采用STM32单片机。
5.根据权利要求1所述的一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统，其特征在于：所述应力传感器采用系船钩内侧安装的方式，应力传感器装在系船钩的左上和右下两个固定螺栓上，通过在系船钩钩体内铣孔的方式预留安装空间。
6.实现权利要求1所述的一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
A、应力传感器安装在船闸系船钩上，实时检测系船钩所受拉力的大小；
B、应力传感器检测到拉力信号后经过传感信号采集传输模块采集放大后传输至接口模块，将信号传输至嵌入式主控制器；
C、嵌入式主控制器通过无线网络模块将数据传输至后台监控中心并通过终端界面实时呈现系船钩状态，对数据进行分析处理，对异常的系船钩进行报警。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911118408 | 2019-11-15 | ||
| CN2019111184088 | 2019-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110793697A true CN110793697A (zh) | 2020-02-14 |
Family
ID=69448380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911301833.0A Pending CN110793697A (zh) | 2019-11-15 | 2019-12-17 | 一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110793697A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0572819A1 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-08 | ALFRED HONSEL NIETEN- UND METALLWARENFABRIK GMBH & CO. | Verfahren zum Bestimmen der Abreisskraft des Zugdorns eines Blindniets und zugehöriges Blindnietsetzgerät |
| CN201188042Y (zh) * | 2008-04-11 | 2009-01-28 | 田耕 | 一种销轴式测力传感器及船舶缆绳张力监测系统 |
| CN204439264U (zh) * | 2015-02-16 | 2015-07-01 | 王立晶 | 竿叉式压力报警器 |
| CN107560775A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-09 | 浙江海洋大学 | 一种船缆受力检测与预警系统 |
| CN207595192U (zh) * | 2017-11-06 | 2018-07-10 | 上海永乾科技工程有限公司 | 脱缆钩缆绳应力检测装置 |
| CN109632170A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-16 | 广东省特种设备检测研究院珠海检测院 | 一种钢丝绳组张力一致性测试系统及测试方法 |
-
2019
- 2019-12-17 CN CN201911301833.0A patent/CN110793697A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0572819A1 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-08 | ALFRED HONSEL NIETEN- UND METALLWARENFABRIK GMBH & CO. | Verfahren zum Bestimmen der Abreisskraft des Zugdorns eines Blindniets und zugehöriges Blindnietsetzgerät |
| CN201188042Y (zh) * | 2008-04-11 | 2009-01-28 | 田耕 | 一种销轴式测力传感器及船舶缆绳张力监测系统 |
| CN204439264U (zh) * | 2015-02-16 | 2015-07-01 | 王立晶 | 竿叉式压力报警器 |
| CN107560775A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-09 | 浙江海洋大学 | 一种船缆受力检测与预警系统 |
| CN207595192U (zh) * | 2017-11-06 | 2018-07-10 | 上海永乾科技工程有限公司 | 脱缆钩缆绳应力检测装置 |
| CN109632170A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-16 | 广东省特种设备检测研究院珠海检测院 | 一种钢丝绳组张力一致性测试系统及测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104678264A (zh) | Auv直流供电系统在线绝缘检测及故障处理装置和方法 | |
| GB2434884A (en) | Computer system and method for monitoring hydrigen vehicles | |
| CN114889433A (zh) | 一种电动汽车电池热失控报警系统及方法 | |
| CN110065499A (zh) | 疲劳驾驶监测系统 | |
| CN116432989B (zh) | 一种基于智能建造的施工现场安全管控系统 | |
| CN108765625A (zh) | 一种具有自唤醒功能的车载装置 | |
| CN206594305U (zh) | 一种野生动物监测装置 | |
| CN110763954A (zh) | 一种基于信号注入的电力电缆故障检测系统及方法 | |
| CN110793697A (zh) | 一种基于应力传感器的船闸系船钩压力检测系统 | |
| CN110595340A (zh) | 一种基于场强变化的高压架空输电线路弧垂检测系统及其检测方法 | |
| CN115447324B (zh) | 一种轮胎温度检测系统及方法 | |
| CN208400253U (zh) | 一种户外电缆终端接地线防盗报警系统 | |
| CN108216028B (zh) | 一种基于智能终端的车辆侧翻安全态势评估系统 | |
| CN110763955A (zh) | 一种基于高压脉冲信号注入的电缆故障检测系统及方法 | |
| CN213987749U (zh) | 一种防止电缆外破的烟雾报警装置 | |
| CN206670683U (zh) | 一种沿海输电线路风压实时监测系统 | |
| CN205523947U (zh) | 一种自能式货车监测预警器 | |
| CN211576176U (zh) | 一种桥梁净高显示系统 | |
| CN212540752U (zh) | 一种用于提醒施工工人的高速公路车辆预警装置 | |
| CN107149734A (zh) | 海上风电应急避险舱远程监控和报警系统 | |
| CN105958595A (zh) | 一种基于网络的动车组应急启动电源系统 | |
| CN210691557U (zh) | 一种预警螺栓工作异常的装置 | |
| CN210558724U (zh) | 一种电梯姿态监测及定位系统 | |
| CN206910613U (zh) | 海上风电应急避险舱远程监控和报警系统 | |
| CN219657663U (zh) | 高精度船用风速风向检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200214 |