一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]橋梁在建成后，由于受到氣候、腐蝕、氧化或老化等因素，以及長期在靜載和活載的作用下易于受到損壞，相應(yīng)地其強度和剛度會隨時間的增加而降低。這不僅會影響行車的安全，并會使橋梁的使用壽命縮短。為保證大橋的安全與交通運輸暢通，加強對橋梁的維護管理工作極為重要。
[0003]橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是通過對橋梁結(jié)構(gòu)的物理性能進行無損監(jiān)測，實時監(jiān)控橋梁的整體行為，對橋梁的損傷位置和程度進行診斷，對橋梁的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力進行智能評估，為橋梁在突發(fā)事件下或橋梁使用狀況嚴(yán)重異常時觸發(fā)預(yù)警信號，為橋梁的維修、養(yǎng)護與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。
[0004]為降低長時間戶外工作的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的維護難度，提高橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的使用壽命，發(fā)明一種自供電的無線監(jiān)測裝置就顯得十分重要。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，能夠充分利用環(huán)境中的無線電磁波能量，為橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的前端無線裝置提供工作能量，大大提高了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的使用壽命，降低了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的維護難度。
[0006]—種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，包括:
[0007]阻抗匹配電路提供匹配頻段的最優(yōu)負(fù)載，從能量收集天線采集的環(huán)境電磁波中獲取最大能量，為無線裝置工作供電；
[0008]與所述阻抗匹配電路相連接的能量存儲器，將持續(xù)收集的微弱的能量集中存儲；
[0009]與所述能量存儲器相連接的整流器，為微控制器提供穩(wěn)定的工作電壓和電流；
[0010]微控制器控制傳感器組合和無線射頻模塊進行數(shù)據(jù)讀寫和傳輸，并為其供電；
[0011]與所述微控制器相連接的傳感器組合，采集橋梁結(jié)構(gòu)健康的關(guān)鍵參數(shù)；
[0012]與所述微控制器相連接的無線射頻模塊，將采集的數(shù)據(jù)回傳后臺系統(tǒng)，接受后臺下發(fā)指令。
[0013]上述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，優(yōu)選的，所述阻抗匹配電路包括:
[0014]與收集的環(huán)境電磁波進行諧振的最優(yōu)化電感電容諧振電路，將磁能轉(zhuǎn)換成電能；
[0015]將電感電容諧振電路輸出的微弱電壓放大的最優(yōu)化放大電路。
[0016]上述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，優(yōu)選的，所述能量存儲器包括但不限于充電電池和超級電容，將微弱的能量集中存儲。
[0017]上述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，優(yōu)選的，所述微控制器包括但不限于FPGA、CPLD, ASIC、DSP、單片機的形式，控制傳感器組合和無線射頻模塊進行數(shù)據(jù)讀寫和傳輸，并為所述感器組合和無線射頻模塊供電。
[0018]上述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，優(yōu)選的，所述傳感器組合包括但不限于風(fēng)速儀、溫度計、振動傳感器、位移計、應(yīng)變計、振弦式應(yīng)變儀、光纖傳感器、磁感應(yīng)傳感器、水平儀、車軸車速儀、GPS、EM測力、傾角儀、全站儀、電子測距、腐蝕傳感器、氣壓傳感器和雨量計，采集橋梁結(jié)構(gòu)健康的各項關(guān)鍵參數(shù)。
[0019]上述的利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，優(yōu)選的，所述無線射頻模塊包括但不限于短距離自組網(wǎng)絡(luò)、低功耗長距離網(wǎng)絡(luò)、2G/3G/4G移動通信網(wǎng)絡(luò)，將采集的數(shù)據(jù)回傳后臺系統(tǒng)，接受后臺下發(fā)指令。
[0020]通過以上方案可知，本實用新型實施例提供的一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置，使用能量采集技術(shù)，無需市電或電池供電，大大提高了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的使用壽命，降低了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的維護難度。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實用新型一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置中阻抗匹配電路實施例二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實用新型一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0026]實施例一
[0027]如圖1所示，本實用新型公開的一種利用環(huán)境電磁波供電的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測無線裝置包括:
[0028]阻抗匹配電路101、能量存儲器102、整流器103、傳感器組合104、無線射頻模塊105和微控制器106 ;
[0029]其中:
[0030]所述阻抗匹配電路101提供匹配頻段的最優(yōu)負(fù)載，從能量收集天線采集的環(huán)境電磁波中獲取最大能量，輸出給所述能量存儲器102 ;
[0031]所述能量存儲器102將持續(xù)收集的微弱能量集中存儲，通過所述整流器103為無線裝置提供正常工作所需的電能；
[0032]所述整流器103將所述能量存儲器102中存儲的能量進行穩(wěn)壓穩(wěn)流，輸出給所述微控制器106 ；
[0033]所