[实用新型]一种基于CAN总线的阵列式频率计

说明书

本实用新型提供了一种基于CAN总线的阵列式频率计，包括多节依次首尾连接的传感器单元，传感器单元包括不锈钢管体、通过柔性的弯折关节相互连接，内部均设有高精度三轴MEMS加速度传感器，分为首节管和多根延伸管，首节管内还设有数据处理单元、电源转换单元、CAN通信单元以及外部通信单元。该频率计能适应工程体测量部位的形状、并能随工程体的振动和变形而发生偏移，通过三轴加速度表征的三维空间向量计算坐标并形成位置曲线、进而实现频率测量，利用CAN总线实现快速数据通信，并通过CAN中继提高负载能力、实现超长节数应用，根据位移量以及频率振幅变化可以确定特定位置的损伤程度，进而从频域和时域两个维度对结构健康状况进行分析和评估。

技术领域

本实用新型属于频率检测技术领域，特别涉及一种基于CAN总线的阵列式频率计。

背景技术

工程中常用的沉降监测技术一般分为内部观测和外部观测两类：外部观测以水准仪、全站仪、GPS、边坡雷达等设备为主，内部观测为安装埋设各类传感器、并由数据采集设备自动收集处理数据，此类传感器包括VW沉降仪、固定沉降计、HD水平固定测斜仪等，主要通过监测传感器所在的位置发生的沉降判断所监测的端面沉降情况。传统的滑动式测斜仪具有监测点密度大、可重复利用等优点，但需要人工操作，误差较大、不能实时测量，只能进行小变形测量和水平位移监测，无法进行较大变形测量和沉降监测；目前广泛应用的固定使测斜仪通过预设数学模型和固定布设的方式可以实现自动化数据采集、无需人工干预，但测点较少、精度无法保证，且输出的角速度数据受安装深度的影响较大、容易导致计算结果不准确。随着MEMS(微机电系统)技术的发展以及检测要求的提高，阵列式位移计应运而生，其采用一体化结构，内部监测单元首尾相连、测点密集，可反映各个深度的微小变形。然而，现有的此类阵列式传感器均是采用RS485总线结构进行监测数据传输，传输效率低、无法进行快速数据通信，因而无法进行频率测量。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于CAN总线的阵列式频率计。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种基于CAN总线的阵列式频率计，包括多节依次首尾连接的传感器单元，所述传感器单元包括不锈钢管体，相邻的所述不锈钢管体通过柔性的弯折关节相互连接，所有所述不锈钢管体内均设有高精度三轴MEMS加速度传感器，所述不锈钢管体包括设在头部的首节管以及多根延伸管，所述首节管内还设有数据处理单元、电源转换单元、CAN通信单元以及外部通信单元，所有所述高精度三轴MEMS加速度传感器通过布设在所述不锈钢管体内部的供电线缆以及CAN总线依次连接。

进一步地，每隔100～120个所述传感器单元设有一个CAN中继器，所述CAN中继器设在所述不锈钢管体内。

进一步地，所述CAN中继器包括两个CAN总线控制模块，每个所述CAN总线控制模块包括一个CAN收发器、一个与门电路以及一个或门电路，两个所述CAN收发器的Tx引脚与Rx引脚相互连接，所述与门电路和所述或门电路交叉并联在所述CAN收发器的串口上。

进一步地，所述CAN中继器还包括连接电源和所述CAN总线控制模块的DC/DC电源转换模块。

进一步地，所述CAN收发器的输出端连接有光电隔离模块。

进一步地，所述首节管的端部还连接有近端固定节，所述供电线缆穿过所述近端固定节连接外部电源。