低功耗拉绳式裂缝计及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种低功耗拉绳式裂缝计，包括底板及盖设于底板上的机壳，所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括裂缝监控器，所述裂缝监控器包括低功耗拉绳位移传感器、低功耗可配置比较器、模数转换器、微控制单元、实时时钟、低功耗蓝牙元件、LoRa/NB‑IoT远程通讯模块、金属氧化物半导体场效应管、电子罗盘、超低压电源模块、电源管理系统、开关和电池；本发明专利技术拉绳式裂缝计低功耗，适应性强，监测可靠。

【技术实现步骤摘要】
低功耗拉绳式裂缝计及其使用方法
本专利技术涉及裂缝监测领域，具体涉及一种监测裂缝距离的高频、低功耗的拉绳式裂缝计及其使用方法。
技术介绍
拉绳位移传感器是直线位移传感器在结构上的精巧集成，充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点，该产品不管在大行程还是狭小空间安装不便的场合均可使用，现已为各个行业的位置控制与测量所广泛应用。中国技术CN208635710U号专利揭示了一种拉绳式直线位移传感器，包括铝合金外壳、安装于铝合金外壳上方的电位器、安装于铝合金内部的线轮与绕线滚轮、一端缠绕于线轮以及另一端缠绕于绕线滚轮并穿出铝合金外壳的钢丝绳、安装于铝合金外壳下方的发条，其外壳端固定于裂缝的一侧，穿出铝合金外壳的钢丝绳绑定于裂缝的另一端，裂缝开裂，钢丝绳拉伸来测定裂缝的开裂位移数据。此拉绳式直线位移传感器需要人工在现场读取位移并记录数据，且需要长期现场监测，监测环境恶劣，不利于监测人员的人身安全。随着5G技术的发展，一种远程高频监测的拉绳式裂缝计成为行业内的需要，以减少人工现场操作及危险系数，远程高频监测需要设置网络通讯以进行信号传输及远程控制，高频监测的方式需要拉绳式裂缝计长期处于工作监测状态，从而需要消耗大量功耗，因此仍需要人工定期对拉绳式裂缝计的电池进行更换，带来使用上的不便利性。因此，有必要提供一种新的低功耗拉绳式裂缝计及其使用方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种拉绳式裂缝计及其使用方法，以实现远程高频监测、低功耗、适应性强、监测可靠的目的。为了达到上述目的，本专利技术提供一种低功耗拉绳式裂缝计，包括底板及盖设于底板上的机壳，所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括裂缝监控器，所述裂缝监控器包括低功耗拉绳位移传感器、低功耗可配置比较器、模数转换器、微控制单元、实时时钟、低功耗蓝牙元件、LoRa/NB-IoT远程通讯模块、金属氧化物半导体场效应管、电子罗盘、超低压电源模块、电源管理系统、开关和电池；拉绳位移传感器的模拟信号输出端通过信号线分别连接低功耗可配置比较器的信号输入端和模数转换器的模拟信号输入端，模数转换器的数字信号输出端通过信号线连接微控制单元，微控制单元还通过信号线分别连接低功耗可配置比较器、实时时钟、低功耗蓝牙元件、LoRa/NB-IoT远程通讯模块、两个金属氧化物半导体场效应管和电子罗盘，一个金属氧化物半导体场效应管通过信号线连接模数转换器和电子罗盘，另一个金属氧化物半导体场效应管通过信号线连接LoRa/NB-IoT远程通讯模块，电源管理系统通过信号线分别连接低功耗可配置比较器、微控制单元、金属氧化物半导体场效应管和超低压电源模块，超低压电源模块通过信号线连接拉绳位移传感器，电池通过串联了开关的导线连接电源管理系统；所述拉绳位移传感器与电池安装于底板上；低功耗可配置比较器、模数转换器、微控制单元、实时时钟、低功耗蓝牙元件、LoRa/NB-IoT远程通讯模块、金属氧化物半导体场效应管、电子罗盘、超低压电源模块、电源管理系统与开关设置于一电路板上而固定于机壳的内部。进一步地，所述拉绳位移传感器包括位于中间的线轮轴端、位于线轮轴端右侧的电位器端及位于线轮轴端左侧的卷簧端，线轮轴端包括绕有拉绳的轮盘，电位器端包括电阻体，卷簧端包括卷簧，拉动拉绳时，轮盘转动，卷簧随着轮盘的转动会越来越紧，同时电位器端中的电阻体的电阻值会发生变化，通过电阻值的变化计算出位移的变化。进一步地，所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括海绵垫、固定片与密封圈，所述底板呈板状且两侧设有安装孔，所述电池放置于底板上，电池上放置海绵垫，固定片呈梯形状扣在海绵垫与电池上，并通过螺栓将固定片固定于底板以固定电池，海绵垫防止固定片损坏电池，密封圈呈环状卡设于底板上的凹槽内，机壳盖设于底板上，密封圈密封底板与机壳之间的缝隙。进一步地，所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括防水密封装置，所述防水密封装置包括密封垫、压紧块、绝缘橡胶与拉绳接头，密封垫设有锥形突出部，密封垫嵌设于压紧块的后端，其锥形突出部突伸入压紧块的中间缺口内，绝缘橡胶卡设入拉绳接头，线轮轴端的拉绳的一端自机壳的拉绳出口端内穿出，并穿过密封垫、压紧块与绝缘橡胶后接入拉绳接头，密封垫与压紧块通过密封胶固定于机壳的拉绳出口端而形成为固定端，绝缘橡胶与拉绳接头为可拉动的自由端。进一步地，使用时，所述低功耗拉绳式裂缝计安装于被测结构物的裂缝的一侧，所述拉绳接头通过螺丝固定于一具有安装孔的直角片，将直角片固定于裂缝的另一侧，当裂缝增大时，拉绳被拉出。进一步地，使用时，所述低功耗拉绳式裂缝计安装于被测结构物的裂缝的一侧，所述拉绳接头通过钢丝绳连接于一吊环膨胀螺丝，将吊环膨胀螺丝固定于裂缝的另一侧，当裂缝增大时，拉绳被拉出。进一步地，所述低功耗拉绳式裂缝计的机壳上设置有天线以与外部设备进行无线信号传输，或所述低功耗拉绳式裂缝计的机壳上设置有航插并通过航插连接线缆以与外部设备进行有线信号传输。本专利技术进一步提供一种低功耗拉绳式裂缝计的使用方法，按如下步骤依次实施：i.在被测结构物的裂缝的一侧找到相对平整的一个安装面；ii.将低功耗拉绳式裂缝计放在所述安装面上，使底板的底部贴合在所述安装面上，用记号笔穿过底板两侧的安装孔，在该安装面上做好记号标记；iii.使用钻头在安装面上钻孔；iv.使用膨胀螺丝，先将拉绳式裂缝计固定在被测结构物的裂缝的一侧；v.将拉绳式裂缝计的拉绳接头通过螺丝固定于直角片后，将直角片通过膨胀螺丝固定于被测结构物的裂缝的另一侧，通过拉绳位移传感器监测裂缝数据；或将拉绳式裂缝计的拉绳接头通过钢丝绳连接于吊环膨胀螺丝，将吊环膨胀螺丝固定于被测结构物的裂缝的另一侧，通过拉绳位移传感器监测裂缝数据；vi.使用智能移动终端，通过低功耗蓝牙元件唤醒裂缝监控器，此时电源管理系统的指示灯常亮，进入待配置状态；vii.用智能移动终端读取拉绳位移传感器采集的初始裂缝数据、电子罗盘采集的初始加速度和初始地磁数据，观察数据稳定性；viii.在数据稳定后，记录初值；用户通过所述智能移动终端设置裂缝数据预设阈值at，微控制单元一分钟内进行20-30次裂缝数据采集并自动对裂缝数据进行稳定性判断，若在1分钟内的波动小于预设阈值at则通过自检，微控制单元自动记录1分钟内裂缝数据的平均值作为初始值a0；ix.用户通过所述智能移动终端设置裂缝数据、加速度及地磁数据正常上传时间间隔与加密上传时间间隔；x.微控制单元根据设置的预设阈值转换为绝对的电压量并配置低功耗可配置比较器；同时根据正常上传时间间隔配置实时时钟的中断设置；xi.所述智能移动终端完成操作后，电源管理系统的指示灯熄灭，裂缝监控器(2)进入待机模式；xii.在所述被测结构物的裂缝数据未超过阈值的情况下，微控制单元处于待机模式，并且使模数转换器、低功耗蓝牙元件、LoRa/NB-IoT远程通讯模块、金属氧化物半导体场效应管和电子罗盘处于休眠模式，此时裂缝监控器只有拉绳位移传感器、低功耗可配置比较器、实时时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗拉绳式裂缝计，包括底板(1)及盖设于底板(1)上的机壳(6)，其特征在于：/n所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括裂缝监控器(2)，所述裂缝监控器(2)包括低功耗拉绳位移传感器(201)、低功耗可配置比较器(202)、模数转换器(203)、微控制单元(204)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、金属氧化物半导体场效应管(208)、电子罗盘(209)、超低压电源模块(210)、电源管理系统(211)、开关(212)和电池(213)；/n拉绳位移传感器(201)的模拟信号输出端通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)的信号输入端和模数转换器(203)的模拟信号输入端，模数转换器(203)的数字信号输出端通过信号线连接微控制单元(204)，微控制单元(204)还通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、两个金属氧化物半导体场效应管(208)和电子罗盘(209)，一个金属氧化物半导体场效应管(208)通过信号线连接模数转换器(203)和电子罗盘(209)，另一个金属氧化物半导体场效应管(208)通过信号线连接LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)，电源管理系统(211)通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)、微控制单元(204)、金属氧化物半导体场效应管(208)和超低压电源模块(210)，超低压电源模块(210)通过信号线连接拉绳位移传感器(201)，电池(213)通过串联了开关(212)的导线连接电源管理系统(211)；/n所述拉绳位移传感器(201)与电池(213)安装于底板(1)上；低功耗可配置比较器(202)、模数转换器(203)、微控制单元(204)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、金属氧化物半导体场效应管(208)、电子罗盘(209)、超低压电源模块(210)、电源管理系统(211)与开关(212)设置于一电路板(10)上而固定于机壳(6)的内部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种低功耗拉绳式裂缝计，包括底板(1)及盖设于底板(1)上的机壳(6)，其特征在于：
所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括裂缝监控器(2)，所述裂缝监控器(2)包括低功耗拉绳位移传感器(201)、低功耗可配置比较器(202)、模数转换器(203)、微控制单元(204)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、金属氧化物半导体场效应管(208)、电子罗盘(209)、超低压电源模块(210)、电源管理系统(211)、开关(212)和电池(213)；
拉绳位移传感器(201)的模拟信号输出端通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)的信号输入端和模数转换器(203)的模拟信号输入端，模数转换器(203)的数字信号输出端通过信号线连接微控制单元(204)，微控制单元(204)还通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、两个金属氧化物半导体场效应管(208)和电子罗盘(209)，一个金属氧化物半导体场效应管(208)通过信号线连接模数转换器(203)和电子罗盘(209)，另一个金属氧化物半导体场效应管(208)通过信号线连接LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)，电源管理系统(211)通过信号线分别连接低功耗可配置比较器(202)、微控制单元(204)、金属氧化物半导体场效应管(208)和超低压电源模块(210)，超低压电源模块(210)通过信号线连接拉绳位移传感器(201)，电池(213)通过串联了开关(212)的导线连接电源管理系统(211)；
所述拉绳位移传感器(201)与电池(213)安装于底板(1)上；低功耗可配置比较器(202)、模数转换器(203)、微控制单元(204)、实时时钟(205)、低功耗蓝牙元件(206)、LoRa/NB-IoT远程通讯模块(207)、金属氧化物半导体场效应管(208)、电子罗盘(209)、超低压电源模块(210)、电源管理系统(211)与开关(212)设置于一电路板(10)上而固定于机壳(6)的内部。


2.如权利要求1所述的低功耗拉绳式裂缝计，其特征在于：所述拉绳位移传感器(201)包括位于中间的线轮轴端(21)、位于线轮轴端(21)右侧的电位器端(22)及位于线轮轴端(21)左侧的卷簧端(23)，线轮轴端(21)包括绕有拉绳的轮盘，电位器端(22)包括电阻体，卷簧端(23)包括卷簧，拉动拉绳时，轮盘转动，卷簧随着轮盘的转动会越来越紧，同时电位器端(22)中的电阻体的电阻值会发生变化，通过电阻值的变化计算出位移的变化。


3.如权利要求1所述的低功耗拉绳式裂缝计，其特征在于：所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括海绵垫(3)、固定片(4)与密封圈(5)，所述底板(1)呈板状且两侧设有安装孔，所述电池(213)放置于底板(1)上，电池(213)上放置海绵垫(3)，固定片(4)呈梯形状扣在海绵垫(3)与电池(213)上，并通过螺栓将固定片(4)固定于底板(1)以固定电池(213)，海绵垫(3)防止固定片(4)损坏电池(213)，密封圈(5)呈环状卡设于底板(1)上的凹槽内，机壳(6)盖设于底板(1)上，密封圈(5)密封底板(1)与机壳(6)之间的缝隙。


4.如权利要求2所述的低功耗拉绳式裂缝计，其特征在于：所述低功耗拉绳式裂缝计进一步包括防水密封装置(8)，所述防水密封装置(8)包括密封垫(81)、压紧块(82)、绝缘橡胶(83)与拉绳接头(84)，密封垫(81)设有锥形突出部，密封垫(81)嵌设于压紧块(82)的后端，其锥形突出部突伸入压紧块(82)的中间缺口内，绝缘橡胶(83)卡设入拉绳接头(84)，线轮轴端(21)的拉绳的一端自机壳(6)的拉绳出口端内穿出，并穿过密封垫(81)、压紧块(82)与绝缘橡胶(83)后接入拉绳接头(84)，密封垫(81)与压紧块(82)通过密封胶固定于机壳(6)的拉绳出口端而形成为固定端，绝缘橡胶(83)与拉绳接头(84)为可拉动的自由端。


5.如权利要求4所述的低功耗拉绳式裂缝计，其特征在于：使用时，所述低功耗拉绳式裂缝计安装于被测结构物的裂缝的一侧，所述拉绳接头(84)通过螺丝固定于一具有安装孔的直角片(9)，将直角片(9)固定于裂缝的另一侧，当裂缝增大时，拉绳被拉出。


6.如权利要求4所述的低功耗拉绳式裂缝计，其特征在于：使用时，所述低功耗拉绳式裂缝计安装于被测结构物的裂缝的一侧，所述拉绳...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐辉，宋爽，姚鸿梁，
申请(专利权)人：浙江同禾传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33