基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，包括PVDF压电薄膜传感器、信号处理模块、A/D转换器、单片机以及通信模块；所述PVDF压电薄膜传感器以螺旋状布设在井盖底部，PVDF压电薄膜传感器的导线引出与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与通信模块的输入端连接；本发明安装便利，操作灵活，监测灵敏度高，可将井盖的工作状况及时反应给管网运营人员，有效的保障了市民的出行安全。
【专利说明】
基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及排水管网管理领域，特别涉及一种用于井盖破损、变形监测的监测系统。
【背景技术】
[0002]随着城市化进程的加快，城区面积扩大，市政公用设施建设发展迅速。管网在城市地下错综复杂的穿梭。且由于我国大部分城市的管网即将进入老化期，城市地下生命线的运行健康问题将越来越严重;尤其是破损、变形的井盖对人民日常出行的安全造成了极大的威胁。目前国内对于井盖防盗的监测技术已经较为完善，但是对于井盖破损变形的监测还处于空白阶段；因此如何有效的监测井盖的结构状况是目前市政管理所面临的一个重要的问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于填补现有技术的不足，提供一种监测井盖破损和变形的监测系统，将井盖的工作状况有效的反应给管网运营人员，保障市民的出行安全。
[0004]为此，本发明具体方案如下:
基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，包括PVDF压电薄膜传感器、信号处理模块、A/D转换器、单片机以及通信模块；所述PVDF压电薄膜传感器以螺旋状布设在井盖底部，PVDF压电薄膜传感器的导线引出与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与通信模块的输入端连接。
[0005]具体的，所述PVDF压电薄膜传感器的一面通过紫外光固化树脂粘接在井盖底部，PVDF压电薄膜传感器的另一面粘结有一层厚度为ΙΟμπι的聚乙烯薄膜。
[0006]具体的，所述PVDF压电薄膜传感器包括PVDF压电薄膜，分别贴合于PVDF压电薄膜上下表面的上电极面和下电极面，以及两个连接有导线的压接端子;一个所述的压接端子通过空心铆钉将上电极面与PVDF压电薄膜穿接为一体，另一个所述的压接端子通过空心铆钉将下电极面与PVDF压电薄膜穿接为一体，且两个压接端子的导线于同一水平面同向引出。
[0007]具体的，所述A/D转换器选用型号为AD620。
[0008]具体的，所述的单片机选用型号为MSP430F149。
[0009]本发明的有益效果在于:
本发明通过安装在井盖底面的PVDF压电薄膜传感器，采集井盖形变量数据，PVDF压电薄膜传感器呈螺旋状布设，可以全面的监测到井盖的形变状况并将其转化为电信号，该电信号能够反映井盖破损形变的总体情况。信号处理模块通过传输导线获取该电信号，并对该电信号进行放大，经放大后的电信号经A/D转换器转换后的数据经导线传输至单片机，单片机对数据进行分析处理；当PVDF压电传感器所测井盖面变形量超过预先设置好的阀值时，说明井盖发生破损变形，单片机随即将报警信息通过通信模块发送给负责单位，方便负责单位及时排除风险。
[0010]本发明安装便利，操作灵活，监测灵敏度高，可将井盖的工作状况及时反应给管网运营人员，有效的保障了市民的出行安全。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明的结构示意图；
图2是PVDF压电薄膜传感器的主视图；
图3是PVDF压电薄膜传感器的俯视图；
图4是PVDF压电薄膜传感器于井盖底部的布设示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0013]参照图1所示的基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，其包括PVDF压电传感器模块TlOO、信号处理模块T200、A/D转换器T300、单片机T400以及GSM通信模块T500。
[0014]参照图4所示PVDF压电薄膜传感器TlOO以螺旋状布设在井盖I的底部，保证PVDF压电薄膜传感器TlOO能够全面的监测到井盖I的形变状况，PVDF压电薄膜传感器的TlOO的导线2引出与信号处理模块T200的输入端连接，信号处理模块T200的输出端与A/D转换器T300的输入端连接，A/D转换器T300的输出端与单片机T400的输入端连接，单片机T400的输出端与GSM通信模块T500的输入端连接。
[0015]参照图2和图3所示，为了保证导线2和PVDF压电薄膜3之间良好的连接，本发明的PVDF压电薄膜传感器选用空心铆钉7和压接端子6将两根导线2分别与上电极面4和下电极面5进行穿透连接。并将上、下两电极面连接的两个压接端子6的导线2于同一水平面同向引出，最大限度保障电信号不受干扰地传入前置电路。
[0016]本发明中PVDF压电薄膜传感器TlOO是通过紫外光固化树脂固定在井盖I的下表面，其外面还粘结一层厚度为ΙΟμπι的聚乙烯薄膜，通过紫外灯光快速固化的树脂连接，能够有效防止PVDF压电薄膜传感器发生短路或接触不良，保证信号输出的稳定性。
[0017]信号处理模块Τ200用于对PVDF压电薄膜传感器TlOO采集的电信号一级放大、低通滤波和二级放大处理，一级放大采用双运放LM358，经过RC低通电路后再进行二级放大，二级放大也运用了双运放LM358。遂将采集的电信号放大到满足A/D转换器Τ300的要求;A/D转换器Τ300选用了型号AD620，其功率低、便于集成安装。
[0018]单片机Τ400选用的为MSP430F149型号单片机，是一种具有精简指令集(RISC)且混合信号的16位超低功耗处理器。该单片机有48个I/O口，基于闪存或ROM的超低功耗MCU，可实现两路的12位A/D转换以及硬件I2C串行总线接口的存储器串行扩展。该单片机采用DMA模块提高数据传输速度，其工作电压在I.8V—3.6V之间，具有60KB闪存以及模拟和智能数字外设，具有处理能力强、运算速度快和超低功耗等优点，满足各个模块与其连接的要求。
[0019]本发明的工作过程如下:
PVDF压电薄膜传感器采集井盖形变量数据的电信号，该电信号能够反映井盖破损形变的总体情况。信号处理模块通过传输导线获取该电信号，并对该电信号进行放大，经放大后的电信号经A/D转换器转换后的数据经导线传输至单片机，单片机对数据进行分析处理;当PVDF压电传感器所监测到的井盖面变形量超过预先设置好的阀值时，说明井盖发生破损变形，单片机随即将报警信息通过通信模块发送给负责单位，维修人员，维修人员通过终端设备(如PC或智能移动终端)接收报警消息，及时对井盖进行相应维修。
[0020]以上所述，仅为本发明较佳【具体实施方式】，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明保护范围以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，其特征在于，包括PVDF压电薄膜传感器、信号处理模块、A/D转换器、单片机以及通信模块;所述PVDF压电薄膜传感器以螺旋状布设在井盖底部，PVDF压电薄膜传感器的导线引出与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与A/D转换器的输入端连接，所述A/D转换器的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与通信模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，其特征在于，所述PVDF压电薄膜传感器的一面通过紫外光固化树脂粘接在井盖底部，PVDF压电薄膜传感器的另一面粘结有一层厚度为ΙΟμπι的聚乙烯薄膜。3.根据权利要求1所述的基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，其特征在于，所述PVDF压电薄膜传感器包括PVDF压电薄膜，分别贴合于PVDF压电薄膜上下表面的上电极面和下电极面，以及两个连接有导线的压接端子;一个所述的压接端子通过空心铆钉将上电极面与PVDF压电薄膜穿接为一体，另一个所述的压接端子通过空心铆钉将下电极面与PVDF压电薄膜穿接为一体，且两个压接端子的导线于同一水平面同向引出。4.根据权利要求1所述的基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，其特征在于，所述A/D转换器选用型号为AD620。5.根据权利要求1所述的基于压电薄膜传感器的井盖变形监测系统，其特征在于，所述的单片机选用型号为MSP430F149。
【文档编号】G01B7/16GK105973139SQ201610275625
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】谈正鑫, 汪玲玲, 张超, 马荻, 王茹
【申请人】安徽国祯环保节能科技股份有限公司