用於潛水攪拌器葉輪的無線應變測量監測系統的製作方法

2023-11-04 20:10:39 1

本實用新型涉及汙水處理、河床泥沙清理的機械運行監測領域，尤其涉及一種用於潛水攪拌器葉輪的無線應變測量監測系統。

背景技術：

隨著我國工業化程度的快速提高，人口迅速向城市集中，人口集中地區的生活汙水以及工業汙水的排放量與日俱增。另一方面，環境保護越來越受到國家的重視，汙水處理作為其中的重要一環也得到了相應的關注和極快地發展。在汙水生物處理的環節，潛水攪拌器為厭氧池和好氧池提供了足夠的動能，潛水攪拌器的葉輪作為攪動部件，保證汙水流動，防止沉降淤積，是至關重要的設備。不僅在城市的大型汙水處理廠，在農村，根據農村汙水的特殊水質和水量，潛水攪拌器也有著不同的應用領域和更多的應用前景。

由於計算機模擬難以獲得潛水攪拌器葉輪的真實工況，目前一般製作潛水攪拌器葉輪的工程樣品，將工程樣品投入到實際工作環境中以測量獲得潛水攪拌器葉輪所受的周期性疲勞應力數據。同時，由於潛水攪拌器工作環境的特殊性，目前常用的有線應變測量設備難以工作於水下的旋轉部件上。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種用於潛水攪拌器葉輪的無線應變測量監測系統。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

用於潛水攪拌器葉輪的無線應變測量監測系統，包括若干無線節點、若干應變片、信號接收器和終端，若干無線節點分布於潛水攪拌器的葉輪葉片上，各無線節點處設置一應變片，信號接收器設於潛水攪拌器上除葉輪以外的部位上，終端設於潛水攪拌器外部；

各無線節點包括供電模塊、數據採集模塊和無線收發模塊，並封裝於塑料外殼內，供電模塊用來給數據採集模塊和無線收發模塊提供電能，數據採集模塊和無線收發模塊相連接；應變片與其所在無線節點的數據採集模塊相連，用來實時測量葉輪葉片的應變數據；各無線收發模塊均與信號接收器通過無線通信方式相連，信號接收器和終端通過無線通信方式或有線通信方式相連。

進一步的，各無線節點還包括存儲模塊，存儲模塊與數據採集模塊相連接。

進一步的，供電模塊為18650鋰電池。

進一步的，數據採集模塊為ADS1115型號的模數轉換器。

進一步的，無線收發模塊為ESP8266型號的WIFI模塊。

進一步的，應變片為BF1K-3AA型號的應變計。

進一步的，信號接收器為TS-N95型號的無線信號接收器。

進一步的，終端為電腦或智慧型手機。

和現有技術相比，本實用新型具有如下特點：

（1）採用應變片測量葉輪葉片所受的應變數據，應變片基於應變效應工作，當應變片在外界力的作用下產生機械變形時，其電阻值相應發生變化，即可將外界力轉換為電信號。

（2）採用無線節點，極大地節約了由反覆布設有線數據採集設備而消耗的人力和物力，採用無線數位訊號傳輸方式，可消除長電纜傳輸帶來的噪聲幹擾，提高監測系統的測量精度和抗幹擾能力，無線節點可以組成龐大的無線節點網絡。本實用新型無線節點結構簡單緊湊，體積小巧，使用方便。

（3）潛水攪拌器工作在較深水下時，可採用無線通信方式將採集數據傳輸給終端；若潛水攪拌器工作在較淺水下時，可採用有線通信方式將採集數據傳輸給終端。

（4）複雜環境下，可將採集數據存儲於存儲模塊，待監測結束後，再讀取存儲模塊中採集數據。

和現有技術相比，本實用新型具有如下優點和有益效果：

結構簡單實用，抗幹擾能力強，監測精度高，可實現高效快捷的實時監測，適用於各類建築結構應力分析所需基本數據的採集，尤其適用於潛水攪拌器葉輪葉片的實時應變監測。

附圖說明

圖1為潛水攪拌器的安裝示意圖；

圖2為本實用新型的結構框圖；

圖3為葉輪葉片的示意圖。

圖中，1-潛水攪拌器，2固定支架，3-河床，4-應變片，5-無線節點，6-信號接收器，7-終端，8-打磨區域，9-葉輪葉片表面。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施方式進一步說明本實用新型。

見圖1，潛水攪拌器1通過固定支架2安裝於河床3底部，本實用新型無線應變測量監測系統用來監測潛水攪拌器1的葉輪葉片收受的應變數據。圖2為本實用新型系統的結構框圖，本實用新型包括若干無線節點5、若干應變片4、信號接收器6和終端7，若干無線節點5分布於潛水攪拌器1的葉輪葉片上，各無線節點5處設置一應變片4，信號接收器6設於潛水攪拌器1上除葉輪以外的部位，終端7設於潛水攪拌器1外部。各無線節點5包括供電模塊、數據採集模塊和無線收發模塊，並封裝於PPS塑料外殼內，供電模塊用來給數據採集模塊和無線收發模塊提供電能，數據採集模塊和無線收發模塊相連接。應變片4與其所在無線節點5的數據採集模塊相連，用來實時測量葉輪葉片的應變數據。各無線收發模塊均與信號接收器6通過無線通信方式相連，信號接收器6和終端7通過無線通信方式或有線通信方式相連。本具體實施方式中，供電模塊採用18650鋰電池，數據採集模塊為ADS1115型號的模數轉換器，無線收發模塊採用ESP8266型號的WIFI模塊，應變片採用BF1K-3AA型號的應變計，信號接收器採用TS-N95型號的無線信號接收器，終端為電腦。見圖3，無線節點5和應變片4設於葉輪葉片表面9的打磨區域8，應變片4貼於打磨區域8。

本實用新型的工作過程如下：

各應變片4實時測量葉輪葉片不同部位所受的應變數據，並將應變數據發送至各無線節點5的數據採集模塊，數據採集模塊對接收的應變數據進行模數轉換獲得數位訊號，將數位訊號通過無線收發模塊發送給信號接收器6，信號接收器6通過無線或有限傳輸方式將數位訊號發送給終端。

以上所述為本實用新型的最佳實施例，並非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍落入本實用新型的保護範圍內。