本發(fā)明涉及低功耗檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

無(wú)線聲表面波(surfaceacousticwave，簡(jiǎn)稱saw)傳感器能適應(yīng)復(fù)雜惡劣環(huán)境，且具有靈敏高、易編碼、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于如壓力、溫度、應(yīng)變等諸多物理量的監(jiān)測(cè)。特別是在汽車輪胎、船舶飛機(jī)螺旋槳、旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備等方面，設(shè)備的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)是十分必要的。應(yīng)用胎壓傳感器、扭矩傳感器等無(wú)線聲表面波(saw)傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確快速地采集,進(jìn)而診斷出其健康狀況，是設(shè)備故障檢測(cè)領(lǐng)域的重要研究方向。無(wú)線聲表面波(saw)傳感器作為一種無(wú)線傳感器，其傳感信號(hào)弱，持續(xù)時(shí)間短，為了能夠準(zhǔn)確、靈敏的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，采集模塊必須處于長(zhǎng)期使用狀態(tài)，以恒定功率工作，根據(jù)傳感器的采樣率周期性的被喚醒工作，造成不必要的損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題。提供了一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備，該檢測(cè)設(shè)備包括：聲表面波傳感器、磁電傳感器和數(shù)據(jù)采集器；其中，磁電傳感器用于采集被檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前速度測(cè)量值；數(shù)據(jù)采集器用于從磁電傳感器中讀取當(dāng)前被檢測(cè)設(shè)備的速度測(cè)量值，并根據(jù)速度測(cè)量值計(jì)算聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率；以及根據(jù)時(shí)間采樣率調(diào)整聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集器通過(guò)以下公式計(jì)算時(shí)間采樣率：

其中，fs為時(shí)間采樣率，x和px為每x米內(nèi)采集px個(gè)數(shù)據(jù)，v為所述被檢測(cè)設(shè)備的速度測(cè)量值。

優(yōu)選地，磁電傳感器包括外殼、內(nèi)線圈、阻尼環(huán)和芯桿，當(dāng)被檢測(cè)設(shè)備振動(dòng)時(shí)，外殼隨之振動(dòng)，而內(nèi)線圈、阻尼環(huán)和芯桿的整體不震動(dòng)，利用產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與速度成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可測(cè)得被檢測(cè)設(shè)備的速度測(cè)量值。

另一方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)方法，該方法包括以下步驟：

由磁電傳感器采集被檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前速度測(cè)量值；由數(shù)據(jù)采集器從磁電傳感器中讀取當(dāng)前被檢測(cè)設(shè)備的速度測(cè)量值，并根據(jù)速度測(cè)量值計(jì)算聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率；以及根據(jù)時(shí)間采樣率調(diào)整聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率。

優(yōu)選地，調(diào)整聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率通過(guò)以下公式計(jì)算：

其中，fs為時(shí)間采樣率，x和px為每x米內(nèi)采集px個(gè)數(shù)據(jù)，v為被檢測(cè)設(shè)備的速度。

本發(fā)明提供的一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法，在汽車車速較低時(shí)，采樣率較低，減少了許多不必要的檢測(cè)，從而相應(yīng)的減少采樣、計(jì)算、傳輸所耗費(fèi)的能源，延長(zhǎng)傳感器壽命，降低設(shè)備功耗；當(dāng)汽車車速較高時(shí)，能夠保證在預(yù)設(shè)檢測(cè)間隔內(nèi)，最少數(shù)據(jù)，保證了汽車行駛的安全性。實(shí)現(xiàn)了在保證汽車行駛的安全性和可靠性情況下，最大限度降低胎壓傳感器功耗。利用數(shù)據(jù)相關(guān)性，考慮實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣間隔，在設(shè)備轉(zhuǎn)速低時(shí)，能夠減少不必要的采樣，從而相應(yīng)的減少采樣、計(jì)算、傳輸所耗費(fèi)的能源，延長(zhǎng)傳感器壽命。通過(guò)軟件計(jì)算來(lái)提高檢測(cè)設(shè)備的效果，相較于改進(jìn)聲表面波傳感器的封裝結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等，應(yīng)用范圍更廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)方法流程示意圖；

圖3為圖1所示一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備使用狀態(tài)參考圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備，包括：聲表面波傳感器11、磁電傳感器12和數(shù)據(jù)采集器13；其中，磁電傳感器12用于采集被檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前速度測(cè)量值；數(shù)據(jù)采集器13用于從磁電傳感器12中讀取當(dāng)前被檢測(cè)設(shè)備14的速度測(cè)量值，并根據(jù)速度測(cè)量值計(jì)算聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率；以及根據(jù)時(shí)間采樣率調(diào)整聲表面波傳感器11的時(shí)間采樣率，從而調(diào)整聲表面波傳感器空間上的采樣間隔。

上述數(shù)據(jù)采集器13可以通過(guò)以下公式計(jì)算表面波傳感器的時(shí)間采樣率：

其中，fs為時(shí)間采樣率，x和px為每x米內(nèi)采集px個(gè)數(shù)據(jù)，v為所述被檢測(cè)設(shè)備14的速度測(cè)量值。

具體地，磁電傳感器12包括外殼、內(nèi)線圈、阻尼環(huán)和芯桿，當(dāng)被檢測(cè)設(shè)備14振動(dòng)時(shí)，外殼隨之振動(dòng)，而內(nèi)線圈、阻尼環(huán)和芯桿的整體不震動(dòng)，利用產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)與速度成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可測(cè)得被檢測(cè)設(shè)備14的速度測(cè)量值。

圖3為圖1所示一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備使用狀態(tài)參考圖，如圖3所示的例子，使用環(huán)境為旋轉(zhuǎn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，被檢測(cè)設(shè)備為汽車輪胎。無(wú)線聲表面波傳感器檢測(cè)設(shè)備可以是汽車輪胎溫度壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

汽車輪胎溫度壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：胎壓傳感器11、磁電傳感器12、數(shù)據(jù)采集器13。汽車輪胎溫度壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定檢測(cè)間隔為:汽車輪胎每1米檢測(cè)2次，即每1米采集2個(gè)點(diǎn)。工作時(shí)，數(shù)據(jù)采集器13從輪胎的磁電傳感器12讀取當(dāng)前的速度測(cè)量值v，自適應(yīng)地調(diào)整采樣間隔，即胎壓傳感器的時(shí)間采樣率可調(diào)整為計(jì)算得到時(shí)間采樣率為2v。當(dāng)汽車低速行駛時(shí)，假設(shè)行駛速度為20km/h，則無(wú)線聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率為11s/s；當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，假設(shè)行駛速度為120km/h，按照上述無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)方法，無(wú)線聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率變?yōu)?7s/s。

本發(fā)明提供的一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)設(shè)備，當(dāng)汽車車速較低時(shí)，采樣率較低，減少了許多不必要的檢測(cè)，從而相應(yīng)的減少采樣、計(jì)算、傳輸所耗費(fèi)的能源，延長(zhǎng)傳感器壽命，降低設(shè)備功耗；當(dāng)汽車車速較高時(shí)，能夠保證在預(yù)設(shè)檢測(cè)間隔內(nèi)，最少數(shù)據(jù)，保證了汽車行駛的安全性。實(shí)現(xiàn)了在保證汽車行駛的安全性和可靠性情況下，最大限度降低胎壓傳感器功耗。利用數(shù)據(jù)相關(guān)性，考慮實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣間隔，在設(shè)備轉(zhuǎn)速低時(shí)，能夠減少不必要的采樣，從而相應(yīng)的減少采樣、計(jì)算、傳輸所耗費(fèi)的能源，延長(zhǎng)傳感器壽命。通過(guò)軟件計(jì)算來(lái)提高檢測(cè)設(shè)備的效果，相較于改進(jìn)聲表面波傳感器的封裝結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等，應(yīng)用范圍更廣。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)方法流程示意圖，如圖2所示，該方法包括：由磁電傳感器采集被檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前速度測(cè)量值；由數(shù)據(jù)采集器從磁電傳感器中讀取當(dāng)前被檢測(cè)設(shè)備的速度測(cè)量值，并根據(jù)速度測(cè)量值計(jì)算聲表面波傳感器的時(shí)間采樣率；以及根據(jù)時(shí)間采樣率調(diào)整聲表面波傳感器時(shí)間上的采樣率，進(jìn)而調(diào)整聲表面波傳感器空間上的采樣間隔。

具體地，調(diào)整聲表面波傳感器空間上的時(shí)間采樣率通過(guò)以下公式計(jì)算：

其中，fs為時(shí)間采樣率，x和px為每x米內(nèi)采集px個(gè)數(shù)據(jù)，v為被檢測(cè)設(shè)備的速度。

本發(fā)明提供一種無(wú)線聲表面波傳感器的檢測(cè)方法，能夠最大限度地降低傳感器采集模塊的功耗，提高設(shè)備的安全性和可靠性。通過(guò)利用數(shù)據(jù)相關(guān)性，考慮實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣間隔，在設(shè)備轉(zhuǎn)速低時(shí)，能夠減少不必要的采樣，從而相應(yīng)的減少采樣、計(jì)算、傳輸所耗費(fèi)的能源，延長(zhǎng)傳感器壽命。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。