CN113517898B

CN113517898B - 一种桥梁施工信号处理装置

Info

Publication number: CN113517898B
Application number: CN202110457659.XA
Authority: CN
Inventors: 夏英志; 刘力; 马元培; 陈慧芳; 张赛; 李俊杰; 刘向阳; 刘金锁
Original assignee: Henan University of Urban Construction
Current assignee: Henan University of Urban Construction
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-08-26
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: CN113517898A

Abstract

本发明公开了一种桥梁施工信号处理装置，有效的解决了现有技术中在不设置调频处理时出现的总监控室接收的信号存在干扰，使得信号出现准确性受到影响的情况发生，本发明的一种桥梁施工信号处理装置，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路将接收到的信号经过接收器和选频器后传输至信号校准电路，所述信号校准电路将信号经过校准器和缓冲器传输至总监控室，避免总监控室接收到的信号还存在有干扰的现象发生。

Description

一种桥梁施工信号处理装置

技术领域

本发明涉及桥梁施工领域，特别是一种桥梁施工信号处理装置。

背景技术

在桥梁施工过程中，为保证桥梁结构的施工安全和质量，对施工全过程进行监测和控制，为避免人为因素对监测和控制带来影响，现有技术一般是利用传感器作为信号采集模块对桥梁结构关键部位的位移、应变、应力、温度、材料性能、环境等参数进行采集，并将采集到的数据经信号处理模块进行调频处理，避免桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号混杂在信号采集模块采集到的信号上，后经信号传输模块传输至总监控室，总监控室对信号进行分析和处理，并在桥梁结构的关键部位的参数发生变化时进行报警。

但在实际使用过程中，一般总监控室设置在距离桥梁施工现场较近的位置，以方便对整个施工现场进行掌控，但是此时信号处理模块若对信号进行调频处理，总监控室还需对信号进行解调等信号处理，这使得信号处理模块的调频处理十分多余，而若是不进行调频处理，桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号则会影响到信号传输模块传输的信号的准确性，使得总监控室无法分析出来信号所表征的参数的微小变化。

因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种桥梁施工信号处理装置，有效的解决了现有技术中在不设置调频处理时出现的总监控室接收的信号存在干扰，使得信号出现准确性受到影响的情况发生。

其解决的技术方案是，一种桥梁施工信号处理装置，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路将接收到的信号经过接收器和选频器后传输至信号校准电路，所述信号校准电路将信号经过校准器和缓冲器传输至总监控室。

进一步地，所述信号接收电路包括接收器和选频器，接收器利用接收器将信号传输模块传输过来的信号进行接收，并进行滤波处理，滤波后的信号经过选频器进行选频，选频后的信号传输至校准器。

进一步地，所述接收器包括电容C1，电容C1的一端连接着信号传输模块，电容C1的另一端分别连接双极性TVS二极管D2的一端、电感L1的一端，电阻R1的一端，电感L1的另一端分别连接可变电容C3的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端与电容C4的一端相连接，电容C4的另一端分别连接可变电容C3的另一端、电容C2的一端相连接并接地，双极性TVS二极管D2的另一端分别连接电阻R1的另一端、电容C2的另一端。

进一步地，所述选频器包括电阻R2，电阻R2的一端分别连接接收器中的电感L2的另一端、电容C4的一端，电阻R2的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接电阻R4的一端、电感L3的一端、电容C6的一端，运放器U1B的输出端分别连接电感L4的一端、电容C7的一端，电感L3的另一端分别连接电感L4的另一端、电容C5的一端，电容C6的另一端分别连接电感L5的一端、电容C7的另一端，电感L5的另一端分别连接电容C5的另一端、电阻R4的另一端并接地。

进一步地，所述信号校准电路信号包括校准器和缓冲器，校准器将传输过来的信号进行校准处理，缓冲器将进行过校准处理的信号进行缓冲后传输至总监控室。

进一步地，所述校准器包括二极管D1，二极管D1的正极分别连接信号接收电路中的运放器U1B的输出端、电感L4的一端、电容C7的一端，二极管D1的负极与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R7的一端、三极管Q2的发射极，运放器U2B的输出端分别连接电阻R7的另一端、三极管Q2的集电极、电容C9的一端、三极管Q6的基极，电容C9的另一端分别连接电阻R5的一端、电容C8的一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极分别连接电容C8的另一端、电阻R5的另一端、双向触发管D6的一端、晶闸管Q7的阳极，双向触发管D6的另一端与晶闸管Q7的控制极相连接，晶闸管Q7的阴极与信号接收电路中的运放器U1B的反相端相连接，三极管Q1的发射极与电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端分别连接电容C11的一端、电阻R9的一端、信号接收电路中的电容C5的另一端相连接并连接地，三极管Q6的集电极分别连接电容C10的一端、电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接正极性电源VCC，三极管Q6的发射极分别连接稳压管D3的负极、晶闸管Q3的阳极，晶闸管Q3的阴极与三极管Q2的基极相连接，稳压管D3的正极分别连接电阻R9的另一端、电容C11的另一端、晶闸管Q3的控制极。

进一步地，所述缓冲器包括二极管D4，二极管D4的负极分别连接二极管D5的正极、校准器中的电容C10的另一端，二极管D4的正极分别连接电阻R3的一端、三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接电阻R3的另一端、校准器中的电阻R8的另一端并连接正极性电源VCC，三极管Q4的发射极分别连接电容C12的一端、三极管Q5的发射极，电容C13的另一端连接总监控室，三极管Q5的基极分别连接二极管D5的负极、电阻R10的一端，三极管Q5的集电极分别连接电阻R10的另一端、电容C11的一端并连接地。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

通过设置运放器U1B、电感L3、电感L4、电容C5、电容C7、电容C6、电感L6对信号进行选频，将信号传输模块所传输的信号所在的频率选择出来，避免其他频率信号对信号的干扰，其他频率信号如桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，并利用三极管Q1、电容C8、电阻R5来检测信号的频率，当检测到信号中还存在有不属于信号的频率存在时，双向触发管D6导通，则晶闸管Q7被导通，信号被反馈至选频器上重新进行选频，避免还存在有不属于信号的频率存在，影响到信号的准确性，进一步地保证信号频率的准确性，利用三极管Q6、稳压管D3、晶闸管Q3、三极管Q2对信号的幅值进行控制，以避免信号引起总监控室的信号接收端的浪涌现象，避免总监控室接收到的信号还存在有干扰的现象发生。

附图说明

图1为桥梁结构关键部位监控示意图。

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1-2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

一种桥梁施工信号处理装置，应用于总监控室的信号接收端，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，其特征在于，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路包括接收器和选频器，接收器利用电容C2来将信号传输模块传输过来的信号耦合至双极性TVS二极管D2上，为避免引起浪涌现象，利用双极性TVS二极管D2来抑制，利用电容C1泄放部分幅值至大地，利用电感L1、电感L2、可变电容C3、电容C4对信号进行阻抗匹配，以避免因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，选频器利用运放器U1B、电感L3、电感L4、电容C5、电容C7、电容C6、电感L6对信号进行选频，将信号传输模块所传输的信号所在的频率选择出来，避免其他频率信号的干扰，信号传输至信号校准电路，所述信号校准电路包括校准器和缓冲器，校准器利用二极管D1将信号接收电路传输过来的信号进行接收，利用运放器U1B对信号进行同相放大，以补偿选频器在对信号进行选频时造成的损耗，三极管Q1、电容C8、电阻R5来检测信号的频率，当检测到信号中还存在有不属于信号的频率存在时，双向触发管D6导通，则晶闸管Q7被导通，信号被反馈至选频器上重新进行选频，避免还存在有不属于信号的频率存在，影响到信号的准确性，信号将三极管Q6导通后，若是将稳压管D3导通，则表明运放器U2B对信号的放大倍数过大，易引起总控制室的信号接收端的浪涌现象，则稳压管D3通过电阻R9、电容C11的作用将晶闸管Q3导通，晶闸管Q3则将三极管Q2导通，三极管Q2与电阻R7并联，从而改变运放器U1B的放大倍数，缓冲器则利用二极管D4、二极管D5、三极管Q4、三极管Q5对信号进行缓冲处理，也防止信号出现交越失真，影响到信号的准确性，最后缓冲器将信号传输至总监控室进行分析和处理；

所述信号接收电路包括接收器和选频器，接收器利用电容C2来将信号传输模块传输过来的信号耦合至双极性TVS二极管D2上，为避免信号幅值过高时引起总监控室的浪涌现象，利用双极性TVS二极管D2来抑制，并在信号幅值过高时，利用电容C1泄放部分幅值至大地，利用电感L1、电感L2、可变电容C3、电容C4对信号进行阻抗匹配，以避免信号在总监控室内的信号线内传输时，因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，选频器利用运放器U1B、电感L3、电感L4、电容C5、电容C7、电容C6、电感L6对信号进行选频，将信号传输模块所传输的信号所在的频率选择出来，避免其他频率信号的干扰，其他频率信号如桥梁施工现场中有工人使用的对讲机产生的信号、红外线测量仪器或超声波测量仪器产生的信号，进行过选频的信号传输至信号校准电路；

所述接收器包括电容C1，电容C1的一端连接着信号传输模块，电容C1的另一端分别连接双极性TVS二极管D2的一端、电感L1的一端，电阻R1的一端，电感L1的另一端分别连接可变电容C3的一端、电感L2的一端，电感L2的另一端与电容C4的一端相连接，电容C4的另一端分别连接可变电容C3的另一端、电容C2的一端相连接并接地，双极性TVS二极管D2的另一端分别连接电阻R1的另一端、电容C2的另一端；

所述选频器包括电阻R2，电阻R2的一端分别连接接收器中的电感L2的另一端、电容C4的一端，电阻R2的另一端与运放器U1B的同相端相连接，运放器U1B的反相端分别连接电阻R4的一端、电感L3的一端、电容C6的一端，运放器U1B的输出端分别连接电感L4的一端、电容C7的一端，电感L3的另一端分别连接电感L4的另一端、电容C5的一端，电容C6的另一端分别连接电感L5的一端、电容C7的另一端，电感L5的另一端分别连接电容C5的另一端、电阻R4的另一端并接地；

所述信号校准电路包括校准器和缓冲器，校准器利用二极管D1将信号接收电路传输过来的信号进行接收，并传输至运放器U1B，利用运放器U1B对信号进行同相放大，以补偿选频器在对信号进行选频时造成的损耗，电阻R7是运放器U1B的反馈电阻，利用电容C9将信号传输至三极管Q1上，三极管Q1、电容C8、电阻R5来检测信号的频率，当检测到信号中还存在有不属于信号的频率存在时，双向触发管D6导通，则晶闸管Q7被导通，信号被反馈至选频器上重新进行选频，避免还存在有不属于信号的频率存在，影响到信号的准确性，信号将三极管Q6导通后，若是将稳压管D3导通，则表明运放器U2B对信号的放大倍数过大，易引起总控制室的信号接收端的浪涌现象，则稳压管D3通过电阻R9、电容C11的作用将晶闸管Q3导通，晶闸管Q3则将三极管Q2导通，三极管Q2与电阻R7并联，从而改变运放器U1B的放大倍数，缓冲器则利用二极管D4、二极管D5、三极管Q4、三极管Q5对信号进行缓冲处理，也防止信号出现交越失真，影响到信号的准确性，最后缓冲器将信号传输至总监控室进行分析和处理；

所述校准器包括二极管D1，二极管D1的正极分别连接信号接收电路中的运放器U1B的输出端、电感L4的一端、电容C7的一端，二极管D1的负极与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R7的一端、三极管Q2的发射极，运放器U2B的输出端分别连接电阻R7的另一端、三极管Q2的集电极、电容C9的一端、三极管Q6的基极，电容C9的另一端分别连接电阻R5的一端、电容C8的一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极分别连接电容C8的另一端、电阻R5的另一端、双向触发管D6的一端、晶闸管Q7的阳极，双向触发管D6的另一端与晶闸管Q7的控制极相连接，晶闸管Q7的阴极与信号接收电路中的运放器U1B的反相端相连接，三极管Q1的发射极与电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端分别连接电容C11的一端、电阻R9的一端、信号接收电路中的电容C5的另一端相连接并连接地，三极管Q6的集电极分别连接电容C10的一端、电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接正极性电源VCC，三极管Q6的发射极分别连接稳压管D3的负极、晶闸管Q3的阳极，晶闸管Q3的阴极与三极管Q2的基极相连接，稳压管D3的正极分别连接电阻R9的另一端、电容C11的另一端、晶闸管Q3的控制极；

所述缓冲器包括二极管D4，二极管D4的负极分别连接二极管D5的正极、校准器中的电容C10的另一端，二极管D4的正极分别连接电阻R3的一端、三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接电阻R3的另一端、校准器中的电阻R8的另一端并连接正极性电源VCC，三极管Q4的发射极分别连接电容C12的一端、三极管Q5的发射极，电容C13的另一端连接总监控室，三极管Q5的基极分别连接二极管D5的负极、电阻R10的一端，三极管Q5的集电极分别连接电阻R10的另一端、电容C11的一端并连接地。

本发明在进行具体使用的时候，所述信号接收电路包括接收器和选频器，接收器利用电容C2来将信号传输模块传输过来的信号耦合至双极性TVS二极管D2上，为避免引起浪涌现象，利用双极性TVS二极管D2来抑制，利用电容C1泄放部分幅值至大地，利用电感L1、电感L2、可变电容C3、电容C4对信号进行阻抗匹配，以避免因阻抗不匹配而产生的反射干扰现象，进而影响到信号的准确性，选频器利用运放器U1B、电感L3、电感L4、电容C5、电容C7、电容C6、电感L6对信号进行选频，将信号传输模块所传输的信号所在的频率选择出来，避免其他频率信号的干扰，信号传输至信号校准电路，所述信号校准电路包括校准器和缓冲器，校准器利用二极管D1将信号接收电路传输过来的信号进行接收，利用运放器U1B对信号进行同相放大，以补偿选频器在对信号进行选频时造成的损耗，三极管Q1、电容C8、电阻R5来检测信号的频率，当检测到信号中还存在有不属于信号的频率存在时，双向触发管D6导通，则晶闸管Q7被导通，信号被反馈至选频器上重新进行选频，避免还存在有不属于信号的频率存在，影响到信号的准确性，信号将三极管Q6导通后，若是将稳压管D3导通，则表明运放器U2B对信号的放大倍数过大，易引起总控制室的信号接收端的浪涌现象，则稳压管D3通过电阻R9、电容C11的作用将晶闸管Q3导通，晶闸管Q3则将三极管Q2导通，三极管Q2与电阻R7并联，从而改变运放器U1B的放大倍数，缓冲器则利用二极管D4、二极管D5、三极管Q4、三极管Q5对信号进行缓冲处理，也防止信号出现交越失真，影响到信号的准确性，最后缓冲器将信号传输至总监控室进行分析和处理；

Claims

1.一种桥梁施工信号处理装置，包括信号采集电路、信号传输模块、总监控室，其特征在于，所述信号传输模块与总监控室之间还设置了信号接收电路、信号校准电路，所述信号接收电路将接收到的信号经过接收器和选频器后传输至信号校准电路，所述信号校准电路将信号经过校准器和缓冲器传输至总监控室；

所述信号接收电路包括接收器和选频器，接收器利用接收器将信号传输模块传输过来的信号进行接收，并进行滤波处理，滤波后的信号经过选频器进行选频，选频后的信号传输至校准器；

所述信号校准电路信号包括校准器和缓冲器，校准器将传输过来的信号进行校准处理，缓冲器将进行过校准处理的信号进行缓冲后传输至总监控室。

2.如权利要求1所述的一种桥梁施工信号处理装置，其特征在于，所述校准器包括二极管D1，二极管D1的正极分别连接信号接收电路中的运放器U1B的输出端、电感L4的一端、电容C7的一端，二极管D1的负极与运放器U2B的同相端相连接，运放器U2B的反相端分别连接电阻R7的一端、三极管Q2的发射极，运放器U2B的输出端分别连接电阻R7的另一端、三极管Q2的集电极、电容C9的一端、三极管Q6的基极，电容C9的另一端分别连接电阻R5的一端、电容C8的一端、三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极分别连接电容C8的另一端、电阻R5的另一端、双向触发管D6的一端、晶闸管Q7的阳极，双向触发管D6的另一端与晶闸管Q7的控制极相连接，晶闸管Q7的阴极与信号接收电路中的运放器U1B的反相端相连接，三极管Q1的发射极与电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端分别连接电容C11的一端、电阻R9的一端、信号接收电路中的电容C5的另一端相连接并连接地，三极管Q6的集电极分别连接电容C10的一端、电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接正极性电源VCC，三极管Q6的发射极分别连接稳压管D3的负极、晶闸管Q3的阳极，晶闸管Q3的阴极与三极管Q2的基极相连接，稳压管D3的正极分别连接电阻R9的另一端、电容C11的另一端、晶闸管Q3的控制极。

3.如权利要求1所述的一种桥梁施工信号处理装置，其特征在于，所述缓冲器包括二极管D4，二极管D4的负极分别连接二极管D5的正极、校准器中的电容C10的另一端，二极管D4的正极分别连接电阻R3的一端、三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极分别连接电阻R3的另一端、校准器中的电阻R8的另一端并连接正极性电源VCC，三极管Q4的发射极分别连接电容C12的一端、三极管Q5的发射极，电容C13的另一端连接总监控室，三极管Q5的基极分别连接二极管D5的负极、电阻R10的一端，三极管Q5的集电极分别连接电阻R10的另一端、电容C11的一端并连接地。