一种基于CCD的非接触式振动传感器的制作方法

本发明涉及一种基于ccd的非接触式振动传感器。

背景技术：

振动是工程技术领域中重要的技术参数，在安防、建筑、工程机械、航空等领域振动参数要求越来高。目前在振动领域传统主要分为接触式振动传感器与非接触式传感器。

传统的接触式的振动传感器，如压电式加速度传感器、电磁感应式振动传感器、压敏式振动传感器等，微应变式振动传感器，静电力平衡式振动传感器此类传感器在推广使用中存在很多技术问题，主要是外电磁场对电信号的干扰，致使采集到的电信号失真，探测数据误差大，各个信道信号叠加后发生畸变等。

非接触式振动传感器目前主要是基于光学原理的传感器，如光纤振动传感器具有抗电磁干扰能力强、灵敏度高、电绝缘性好、安全可靠、耐腐蚀和可构成光纤传感网络等诸多优点，因而显示出了巨大应用潜力，但是光纤传感器其结构复杂、造价成本高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于ccd的非接触式振动传感器，该基于ccd的非接触式振动传感器通过应用波的干涉原理，即液体振动时液面波纹叠加产生干涉从而使得振动信号加强，然后再通过ccd传感器检测水波的振动幅度的变化。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种基于ccd的非接触式振动传感器，包括cpu处理系统、传感器单元、ccd模块、供电模块、时钟系统；所述供电模块、时钟系统分别连接至cpu处理系统，cpu处理系统连接控制ccd模块；所述传感器单元为无色柱式密封容器，在柱式密封装置侧面垂直设置有等距刻度标识，柱式密封装置中盛有有色液体；所述ccd模块正对等距刻度标识。

所述等距刻度标识为黑色刻度尺。

所述等距刻度标识最小刻度单位0.25mm，每五个最小刻度标有数字。

所述时钟系统为独立rtc模块。

所述cpu处理系统还连接有数据存储模块。

所述数据存储模块通过i2c通信连接于cpu处理系统。

所述数据存储模块为eeprom芯片。

所述cpu处理系统还连接有无线通信模块。

所述无线通信模块为sim900a无线模块。

所述cpu处理系统为msp430系列单片机。

本发明的有益效果在于：应用波的干涉原理，即液体振动时液面波纹叠加产生干涉从而使得振动信号加强，然后再通过ccd传感器检测水波的振动幅度的变化；本发明还将数据存储、gsm等模块集成于电路板上，便于远程监控；本发明结构简单、使用方便、精度高，特别是抗电磁干扰能力强，在振动测量领域有一定的实际应用价值和应用前景。

附图说明

图1是本发明的连接示意图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示的一种基于ccd的非接触式振动传感器，包括振动传感器单元模块、ccd模块、系统时钟模块、数据存储模块、cpu处理系统模块、供电模块、功能设置模块、gsm模块。振动传感器单元连接至ccd模块、ccd模块通过i/o口连接至cpu处理系统、时钟模块输出连接至cpu处理系统、供电模块连接至cpu处理系统、功能设置模块连接至cpu处理系统、cpu处理系统模块通过i/o口连接至数据存储模块、cpu处理系统模块通过i/o口连接至gsm模块。

(1)振动传感器单元模块如图所示传感器为密封装置。其中1为由玻璃材料组成的无色容器密封容器；2虚线部分为液面；3为低粘稠性有色液体；4为容器壁上黑色刻度线，最小刻度单位0.25毫米，每5格(1.25毫米)标有阿拉伯数字。

(2)ccd模块采用图像传感器tsl1401芯片；

(3)时钟模块采用ds1302时钟芯片；

(4)数据存储模块采用i2c通信协议的at24c02数字e2prom存储芯片；

(5)供电系统采用两节7号电池供电；

(6)功能设置模块为2个独立按键，通过按键可以设定报警强度阀值、系统复位初始化等功能；

(7)gsm模块采用sim900a无线模块；

(8)cpu处理系统采用msp430单片机。

由此，本发明：

(1)如图1所示，其中1为由玻璃材料组成的无色容器密封容器；2虚线部分为液面；3为低粘稠性有色液体；4为容器壁上黑色刻度尺，最小刻度单位0.25毫米，每5格(1.25毫米)标有阿拉伯数字。

(2)实际应用时，将振动传感器安置在被测物上，其中含有刻度‘0’的一面朝下，待液面恢复平静状态按下开始按钮系统开始工作。此时通过ccd摄像头拍摄振动传感的有刻度的一面，并将图片信息实时发送给cpu处理系统。被测物振动时液面开始振动形成波纹，容器壁反射而产干涉现象加强了振动幅度，若振动持续则能够在液面形成幅度较大的波纹。由于液面的波动而引起了液位上下浮动，从而可以间接通过图片分析振动状态。

(3)振动传感器内部液体为有色物质与无色玻璃的对比度较高，cpu在图像分析过程中将图片信息进行灰度处理即可；假设液位初始值如图所示，液位位于4.4刻度处，系统在识别液位的过程中首先识别刻度阿拉伯数字‘5’，再识别液位与刻度‘5’之间的刻度条数为2条，此时便可计算液位高度为4.4。

(4)系统通过时钟模块读取时间，具有实时检测功能，并且能将监测数据存储；通过功能设置模块可以设定报警强度阀值、系统复位初始化等功能；系统还能够将振动数据通过gsm模块远程发送。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种基于CCD的非接触式振动传感器，包括CPU处理系统、传感器单元、CCD模块、供电模块、时钟系统；所述供电模块、时钟系统分别连接至CPU处理系统，CPU处理系统连接控制CCD模块；所述传感器单元为无色柱式密封容器，在柱式密封装置侧面垂直设置有等距刻度标识，柱式密封装置中盛有有色液体；所述CCD模块正对等距刻度标识。本发明应用波的干涉原理，即液体振动时液面波纹叠加产生干涉从而使得振动信号加强，然后再通过CCD传感器检测水波的振动幅度的变化；本发明还将数据存储、GSM等模块集成于电路板上，便于远程监控；本发明结构简单、使用方便、精度高，特别是抗电磁干扰能力强，在振动测量领域有一定的实际应用价值和应用前景。

技术研发人员：朱浩亮
受保护的技术使用者：南宁学院
技术研发日：2017.05.22
技术公布日：2017.09.29