应变测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应变测试系统，该应变测试系统包括：采集模块，包括应变片传感器；传感器节点，与应变片传感器相连；无线传感器网关，与传感器节点无线通信连接；以及监测系统，与无线传感器网关通信连接。通过传感器节点和无线传感器网关进行无线通信，实现了对应变测量的远程监测，解决了现有应变测量技术中需要进行有线连接的问题，节约了在有线连接布线时消耗的人力和物力，降低了有线传输产生的噪声干扰，提高了应变的测量准确度和测试系统的抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及力学测试
，具体来说，涉及一种应变测试系统。
技术介绍
对浮空器锚泊系统的结构应变情况进行监控，进而研究结构的内力分布，并通过对结构应变情况的监控，定时定期地监控、分析外部环境和事件对结构产生的重要影响，同时也为结构损伤识别、疲劳损伤寿命评估和结构状态评估提供依据。现有技术的应变测试系统中，是采用通过有线连接的方式对电阻应变片进行供电和数据采集；应变采集装置的每个通道分别接入一个电阻应变片，应变采集装置与计算机之间通过串行端口RS485或RS422进行通信。但是，这种有线连接的方式主要存在两方面的问题：一方面是线束较多，特别是当浮空器锚泊系统在锚泊状态时，线束容易发生缠绕，并由此造成安全事故；另一方面，应变片需要进行手动校准，而上位机校准程序周期较长，因此一定的技术难度和风险。针对相关技术中需采用有线连接的方式进行应变测试的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中需采用有线连接的方式进行应变测试的问题，本技术提出一种应变测试系统，通过ZigBee模块组网通信，避免了因有线连接而消耗的人力和物力，降低了有线传输带来的噪声。本技术的技术方案是这样实现的：根据本技术的一方面，提供了一种应变测试系统，包括：采集模块，包括应变片传感器；传感器节点，与应变片传感器相连；无线传感器网关，与传感器节点无线通信连接；以及监测系统，与无线传感器网关通信连接。优选地，传感器节点包括ZigBee通信模块；以及无线传感器网关包括ZigBee网关模块，与ZigBee通信模块通信连接。优选地，无线传感器网关还包括：第一USB接口；以及监测系统包括第二USB接口，第二USB接口通过连接线连接于第一USB接口。优选地，传感器节点还包括：处理模块，连接于应变片传感器和ZigBee通信模块之间；以及电源模块，与应变片传感器、处理模块、和ZigBee通信模块均相连。优选地，采集模块还包括：温度补偿应变片传感器，与处理模块相连。优选地，采集模块还包括与处理模块相连的以下传感器中的至少一种：振动传感器、温度传感器、位移传感器、加速度传感器、压力传感器、扭矩传感器、及载荷传感器。优选地，传感器节点为DH3819型ZigBee无线应变采集模块；以及无线传感器网关为DH3819型无线通信控制模块。优选地，应变片传感器与传感器节点由导线连接，导线的长度为2米以下。优选地，应变片传感器通过粘结剂粘贴于待测点表面。优选地，还包括：PTFE薄膜层，覆盖于应变片传感器上；以及保护层，覆盖于PTFE薄膜层上，保护层的材料为环氧树脂或凡士林。本技术通过传感器节点和无线传感器网关进行无线通信，实现了对应变测量的远程监测，解决了现有应变测量技术中需要进行有线连接的问题，节约了在有线连接布线时消耗的人力和物力，降低了有线传输产生的噪声干扰，提高了应变的测量准确度和测试系统的抗干扰能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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是根据本技术实施例的应变测试系统的框图；图2是根据本技术实施例的应变测试系统的传感器节点的结构示意图；图3是根据本技术实施例的应变测试系统的应变测试方法的流程图；图4是根据本技术实施例的应变测试系统的浮空器锚泊系统及待测点位置的侧视示意图；图5是根据本技术实施例的应变测试系统的浮空器锚泊系统及待测点位置的俯视示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。根据本技术的实施例，提供了一种应变测试系统。如图1所示，根据本技术实施例的应变测试系统包括：采集模块10，包括应变片传感器；传感器节点20，与应变片传感器相连；无线传感器网关30，与传感器节点20无线通信连接；以及监测系统40，与无线传感器网关30通信连接。具体地，一个应变片传感器对应连接至传感器节点的一个通道，传感器节点将通过应变片传感器采集的应变数据通过无线通信的方式发送到无线传感器网关。传感器节点的底部可以具有一个可吸附的磁座，根据待测点位置需要，将传感器节点吸附于浮空器锚泊系统的适合部位。传感器节点采用内部电池供电，并且还可以通过远程控制使传感器节点休眠或唤醒，从而延长传感器节点的工作时间。可选地，传感器节点还包括用于防水、防潮的防水盒。可选地，传感器节点包括节点USB接口，可以通过该USB接口对传感器节点进行充电，还可以通过该USB接口对传感器节点存储器内的数据进行下载。其中，无线传感器网关可以通过无线通信同时控制各个传感器节点的应变数据采集和相关设置，并可以查询各个传感器节点的电池电量。其中，监测系统存储、处理和显示所有传感器节点采集的应变数据，并可绘制相应的应力、应变曲线。在一个实施例中，传感器节点包括ZigBee通信模块；以及无线传感器网关包括ZigBee网关模块，与ZigBee通信模块通信连接。其中，无线传感器网关还包括：第一USB接口；监测系统包括第二USB接口，第二USB接口通过连接线连接于第一USB接口。传感器节点与无线传感器网关之间通过ZigBee通信协议进行无线通信；无线传感器网关与监测系统通过USB接口连接进行通信，无线传感器网关还可以通过该第一USB接口进行充电，方便在现场的使用。可选地，无线传感器网关与监测系统可以通过无线WiFi进行通信连接。如图2所示，在另一个实施例中，传感器节点还包括：处理模块202，连接于应变片传感器101和ZigBee通信模块201之间；电源模块203，与应变片传感器101、处理模块202、和ZigBee通信模块201均相连。其中，采集模块还包括：温度补偿应变片传感器，与处理模块相连。温度补偿是为了减小应变测试中环境温度对应变测量结果的影响，温度补偿应变片传感器的连接需占用传感器节点的一个通道。其中，采集模块还包括与处理模块相连的以下传感器中的至少一种：振动传感器、温度传感器、位移传感器、加速度传感器、压力传感器、扭矩传感器、及载荷传感器。传感器节点对应各个应变片传感器的每个通道内，设置有独立的高精度(120-1000)Ω桥路电阻和放大调理电路，可以由监控系统进行切换选择1/4桥、半桥、或全桥的测量方式，并兼容多种类型的桥路传感器，例如应变片传感器、载荷传感器、扭矩传感器、位移传感器、加速度传感器、压力传感器、和温度传感器。优选地，传感器节点为DH3819D型ZigBee无线应变采集模块；无线传感器网关为DH3819D型无线通信控制模块。DH3819D型ZigBee无线应变采集模块同时支持2线和3线输入方式，桥路自动配平。传输速率可以达到250Kbps，有效室外通讯距离为300米。为了降低功耗，应变片传感器在不采集数据的时候将被关断电源或被设置于睡眠模式。其中，应变片传感器与传感器节点由导线连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应变测试系统，其特征在于，包括：采集模块，包括应变片传感器；传感器节点，与所述应变片传感器相连；无线传感器网关，与所述传感器节点无线通信连接；以及监测系统，与所述无线传感器网关通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种应变测试系统，其特征在于，包括：采集模块，包括应变片传感器；传感器节点，与所述应变片传感器相连；无线传感器网关，与所述传感器节点无线通信连接；以及监测系统，与所述无线传感器网关通信连接。2.根据权利要求1所述的应变测试系统，其特征在于，所述传感器节点包括ZigBee通信模块；以及所述无线传感器网关包括ZigBee网关模块，与所述ZigBee通信模块通信连接。3.根据权利要求2所述的应变测试系统，其特征在于，所述无线传感器网关还包括：第一USB接口；以及所述监测系统包括第二USB接口，所述第二USB接口通过连接线连接于所述第一USB接口。4.根据权利要求2所述的应变测试系统，其特征在于，所述传感器节点还包括：处理模块，连接于所述应变片传感器和所述ZigBee通信模块之间；以及电源模块，与所述应变片传感器、所述处理模块、和所述ZigBee通信模块均相连。5.根据权利要求4所述的应变测试系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启空间技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44