CN212112198U - 一种特种设备的动态监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特种设备的动态监测设备包括数据采集器、后端接收机和供电模块，其中数据采集器设有储存模块，储存模块用于存储采集到的特种设备的动态数据，数据采集器设置于特种设备上；后端接收机与数据采集器电连接、且设有定向天线，定向天线用于数据信号的传输；供电模块设置于数据采集器上、且与数据采集器电连接。本实用新型提供的一种特种设备的动态监测设备是一种特种设备运行过程中的运动状态采集设备，可以应用于过山车的加速度采集，方便工作人员监测过山车运行状态，便于对过山车运行状态进行分析和了解。

Description

一种特种设备的动态监测设备

技术领域

本实用新型属于设备监测技术领域，特别涉及，一种特种设备的动态监测设备。

背景技术

特种设备指涉及生命安全、危险性较大的承压、载人和吊运设备或设施，包括锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、厂（场）内机动车辆9大类。其中大型游乐设施是指用于经营目的，承载乘客游乐的设施，其范围规定为最大运行线速度大于或者等于2m/s，或者运行高度距地面高于或者等于2m的载人大型游乐设施。

目前，国内外现有的测试系统主要进行静态指标的测试，包含例如安全保险装置是否健全、结构件有无裂纹、机电产品是否合格等。当前规范侧重于对设备的子系统或部件具体指标的监测和无损探伤，如过山车提升机构运行是否正常、提升链条有无损伤等。对游乐设施整体运行状态和高速运行的车厢部分缺乏实时监测的有效手段。

为保证游乐设置等相似特种设备的安全性，亟需设计一款解决现有技术不能对游乐设施整体运行状态和高速运行的车厢部分进行实时监测，即不能对过山车等特种设备进行动态指标监测，从而易出现安全隐患问题的设备。

发明内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种特种设备的动态监测设备，以解决现在技术所存在的不能对游乐设施整体运行状态和高速运行的车厢部分进行实时监测，即不能对过山车等特种设备进行动态指标监测，从而易出现安全隐患的问题。

本实用新型提供了一种特种设备的动态监测设备包括：

数据采集器，设有储存模块，所述储存模块用于存储采集到的特种设备的动态数据，所述数据采集器设置于所述特种设备上；

后端接收机，与所述数据采集器电连接、且设有定向天线，所述定向天线用于数据信号的传输；

供电模块，设置于所述数据采集器上、且与所述数据采集器电连接。

优选地，所述数据采集器还包括：

主控制器，与所述储存模块电连接；

加速度监测设备，与所述主控制器电连接；

传输模块，分别与所述主控制器、所述供电模块和所述定向天线电连接。

优选地，所述传输模块包括：

接收模块，与所述定向天线电连接；

接收控制器，分别与所述接收模块和所述主控制器电连接；

收发模块，分别与所述主控制器和所述定向天线电连接。

优选地，所述主控制器与所述储存模块之间通过SPI接口连接，所述主控制器与所述收发模块之间通过SPI接口连接。

优选地，所述主控制器与所述加速度监测设备之间通过USART串口连接。

优选地，所述接收控制器与所述接收模块之间通过SPI接口连接，所述接收控制器与所述主控制器之间通过串口通讯。

优选地，所述主控制器为STM32单片机，所述接收控制器为MSP430F149单片机。

优选地，所述接收模块包括NRF24L01无线收发机，所述收发模块包括NRF24L01无线收发机。

由上述方案可知，本实用新型提供的一种特种设备的动态监测设备是一种特种设备运行过程中的运动状态采集设备，其后端接收机可以对获取到的动态数据信息进行进一步的处理、分析并存储，后端接收机上设置的定向天线使得数据可以进行无线传输，且传输效率更高。数据采集器设置于特种设备上，用于收集特种设备运行过程中的动态数据，储存模块用于对收集到的数据进行存储。供电模块为整个装置提供电能。本实用新型应用于过山车的加速度采集时，实现对过山车运行过程中的加速度进行实时采集，在过山车回到站台时，将数据发送到后端接收机形成一个波形图，方便监测人员对过山车运行状态进行分析和了解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种特种设备的动态监测设备的结构框图一；

图2为本实用新型实施例提供的一种特种设备的动态监测设备的结构框图二；

图3为本实用新型实施例提供的一种特种设备的动态监测设备的电路图；

图4为本实用新型实施例所采用的NRF24L01无线收发机的电路图。

图中：

1、数据采集器；2、后端接收机；3、供电模块；11、储存模块；12、主控制器；13、加速度监测设备；14、传输模块；21、定向天线；141、接收模块；142、接收控制器；143、收发模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的一种特种设备的动态监测设备的一种具体实施方式进行说明。该种特种设备的动态监测设备包括数据采集器1、后端接收机2和供电模块3，其中数据采集器1设有储存模块11，储存模块11用于存储采集到的特种设备的动态数据，数据采集器1设置于特种设备上；后端接收机2与数据采集器1电连接、且设有定向天线21，定向天线21用于数据信号的传输；供电模块3设置于数据采集器1上、且与数据采集器1电连接。

后端接收机2为行业公知的现有技术在此不做过多说明，后端接收机2可以对获取到的动态数据信息进行进一步的处理、分析并存储，其上设置的定向天线21使得数据可以进行无线传输，且传输效率更高。数据采集器1设置于过山车等特种设备上，用于收集特种设备运行过程中的动态数据，其上设置的储存模块11可以为SD卡，用于对收集到的数据进行存储。供电模块3为数据采集器1提供电能。在此，只要能够实现上述储存模块11、后端接收机2相关性能作用的均在本申请文件保护的范围之内。

示例性的，运用到过山车的动态指标监测上，过山车在运动过程中，数据采集器1实时获取过山车的动态监测指标的相关数据，如过山车运行过程中加速度的实时采集，并存储在储存模块11中，当数据采集器1收到站台定向天线21发送的信息，数据采集器1收到信息时，认定为过山车进入站台，通过电路与程序的配合，数据采集器1将存储在储存模块11中过山车的运动数据发送给后端接收机2，并确认发送成功，后端接收机2将获取到的过山车动态数据形成一个波形图，方便监测人员对过山车运行状态进行进一步分析和了解，更方便工作人员对过山车运行状态进行监测。与电路配合的程序为行业公知的现有技术在此不做过多说明。该种特种设备的动态监测设备有效解决了现在技术所存在的不能对游乐设施整体运行状态和高速运行的车厢部分进行实时监测，即不能对过山车等特种设备进行动态指标监测，从而易出现安全隐患的问题，使得特种设备运行过程中安全性更高。

实施例2

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图4，本实施例提供的一种特种设备的动态监测设备的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于数据采集器1还包括主控制器12、加速度监测设备13和传输模块14，其中主控制器12，与储存模块11电连接；加速度监测设备13，与主控制器12电连接；传输模块14，分别与主控制器12、供电模块3和定向天线21电连接。

主控制器12用于对获取到的全部数据进行集中处理，主控制器12为STM32单片机，使用STM32单片机保证信息处理效果的前提下制造成本更低。加速度监测设备13用于获取特种设备的动态数据，得出的数据经过主控制器12的处理传输并存储至储存模块11。传输模块14用于接收定向天线21传输的信号，并将存储于储存模块11的数据通过定向天线21传输至后端接收机2。

在本实施例中，加速度监测设备13包括压电元件、质量块和中间模块，其中质量块与压电元件连接，压电元件与中间模块电连接，中间模块与主控制器12电连接。压电元件包括压电陶瓷或石英晶体，在加速度监测设备13受振时，质量块加在压力元件上的力随之变化，压力元件所在的电路电压发生变化，输出的变化电压的数据通过中间模块处理之后传输至主控制器12，通过电压与加速度之间的关系，加速度监测设备13就可以获取到实时的加速度动态信息。

在本实施例中，传输模块14包括接收模块141、接收控制器142和收发模块143，其中接收模块141，与定向天线21电连接；接收控制器142，分别与接收模块141和主控制器12电连接；收发模块143，分别与主控制器12和定向天线21电连接。

接收模块141用于高效接收定向天线21发送的信息，接收控制器142用于处理接收模块141收到的信息并将其传输至主控制器12，接收模块141包括NRF24L01无线收发机，接收控制器142为MSP430F149单片机，使用MSP430F149单片机功耗低，能让整体设备待机更久，且制造成本更低。收发模块143包括NRF24L01无线收发机，用于将储存模块11中的数据通过定向天线21传输至后端接收机2。

示例性的，运用到过山车的动态指标监测上，接收模块141一直处于工作状态，用来鉴别过山车是否进入站台，主要由接收控制器142控制接收模块141在接收模式下工作，当接收模块141接收到站台定向天线21发送的信息，认定为过山车进入站台，主控制器12控制电源给收发模块143供电，同时可以对加速度监测设备13进行断电处理，降低设备的功耗，延长待机时长，之后由主控制器12控制收发模块143运作，将过山车的运动数据发送给后端接收机2，完成信息的传递。当接收模块141失去站台定向天线21发送的信息，认定为过山车驶出站台，主控制器12对收发模块143进行断电处理，同时对加速度监测设备13进行供电，加速度监测设备13继续获取到实时的加速度动态信息，进而传输至储存模块11进行信息的存储。

在本实施例中，主控制器12与储存模块11之间通过SPI接口连接，主控制器12与收发模块143之间通过SPI接口连接。主控制器12与加速度监测设备13之间通过USART串口连接。接收控制器142与接收模块141之间通过SPI接口连接，接收控制器142与主控制器12之间通过串口通讯。通过上述的接口、串口进行通讯，使得各组件之间信息传输效率更高，整机工作更流畅。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，包括：

数据采集器（1），设有储存模块（11），所述储存模块（11）用于存储采集到的特种设备的动态数据，所述数据采集器（1）设置于所述特种设备上；

后端接收机（2），与所述数据采集器（1）电连接、且设有定向天线（21），所述定向天线（21）用于数据信号的传输；

供电模块（3），设置于所述数据采集器（1）上、且与所述数据采集器（1）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述数据采集器（1）还包括：

主控制器（12），与所述储存模块（11）电连接；

加速度监测设备（13），与所述主控制器（12）电连接；

传输模块（14），分别与所述主控制器（12）、所述供电模块（3）和所述定向天线（21）电连接。

3.根据权利要求2所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述传输模块（14）包括：

接收模块（141），与所述定向天线（21）电连接；

接收控制器（142），分别与所述接收模块（141）和所述主控制器（12）电连接；

收发模块（143），分别与所述主控制器（12）和所述定向天线（21）电连接。

4.根据权利要求3所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述主控制器（12）与所述储存模块（11）之间通过SPI接口连接，所述主控制器（12）与所述收发模块（143）之间通过SPI接口连接。

5.根据权利要求4所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述主控制器（12）与所述加速度监测设备（13）之间通过USART串口连接。

6.根据权利要求5所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述接收控制器（142）与所述接收模块（141）之间通过SPI接口连接，所述接收控制器（142）与所述主控制器（12）之间通过串口通讯。

7.根据权利要求6所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述主控制器（12）为STM32单片机，所述接收控制器（142）为MSP430F149单片机。

8.根据权利要求7所述的一种特种设备的动态监测设备，其特征在于，所述接收模块（141）包括NRF24L01无线收发机，所述收发模块（143）包括NRF24L01无线收发机。

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