一种脚手架安全检测系统的制作方法

1.本技术涉及脚手架与安全检测领域，具体涉及一种脚手架安全检测系统。


背景技术：

2.脚手架是在施工现场为安全防护、工人操作和解决楼层水平运输而搭设的建筑施工工具，其具有装拆方便，搭设灵活，通用性强，比较经济等优点，已成为当前建筑工程中使用量最多、应用最普遍的设施。随着我国建筑业的发展，脚手架坍塌事故时有发生，造成巨大人员伤亡和经济损失。因此，对钢管脚手架施工安全控制措施进行研究是十分必要的。对这些扣件式脚手架倒塌事故的原因进行分析后发现，除了一些突发性的偶然因素以外，几乎都能从程序性的安全管理方面找到原因。钢管脚手架使用周期一般包括设计、脚手架搭建、使用、拆卸及材料设备检修保养等贯穿主体施工的各个环节。在使用周期内每一环节的控制措施都能够影响到扣件式钢管脚手架结构的安全性，如果脚手架结构的控制措施失效将会影响到施工项目进度目标的顺利实现，也会造成人员的伤亡和经济上的巨大损失，不利于工程造价的控制。
3.并且脚手架在不断使用过程中，其会缓慢地变形，因为构件较多，比较难监控哪些发生了变形，其安全性有较大的隐患，通过脚手架安全检测系统，在脚手架容易变形的关键位置安装贴片检测电路，然后定期使用检测电路装置巡查各贴片电路点，获得变形量，进行安全检测，保证脚手架的整体安全性能。
4.如图1所示，为现有技术的电流检测电路，整体采用mos管作为放大原件，能够实现低功耗、高稳定的工作状态，但是其驱动能力不足，灵敏度不高，且容易受环境温度影响而造成检测误差。
5.如图2所示，为现有技术的压变传感器电路，压变传感器采用四个电阻构成，结构简单，灵敏度较好，但难以适应于崎岖的地表，适应领域较窄。


技术实现要素：

6.（一）技术问题1.现有技术的脚手架检测装置，传感器适用领域较窄，应用场景包容性较差。
7.2.现有技术的脚手架检测装置，灵敏度不高，检测精度较低。
8.（二）技术方案针对上述技术问题，本技术提出一种脚手架安全检测系统，包括依次连接的贴片电路、检测电路以及输出稳定电路。
9.贴片电路，通过无源应变器件cb1检测信号，经过电感l1后进入放大器u1a的反相端，二极管d1起到电压钳位作用，电容c2和电阻r8起到rc滤波作用，通过放大器u1a后监控应变信号，输出信号通过mos管q19和电阻r9、电阻r10分压后反馈至放大器u1a的同相端，输出电压大小取决于反馈电阻r9与基准电压的比值，误差放大器的带宽决定了输出电压的调节速率，通过电容c3滤波后输出采集信号，信号通过功率电阻q19增加信号输出功率，通过
电阻r9，电阻r10和电容c3产生rc谐波信号，提供给后续电路进行处理。
10.检测电路，通过mos管q8、mos管q9、mos管q13接收信号，主体电路初始电位为低电平，此时 mos管q13截止，mos管q8导通，所以mos管q9电位会被提升，mos管q13导通，从电流镜抽取电流到主体电路部分，加快上电速度，随着上电过程的进行，q13的栅极电位升高，导致mos管q13开启，当mos管q13开启时，导致mos管q9关断，从而将输入电路和后面的核心电路隔离开，带隙基准电压源检测电路的主体结构是电流求和结构，在电路中使用p型mos管搭建电流镜（q7、q3、q4）和 nmos 管搭建的电流镜（q10、q11）来实现三极管q16和三极管q18所在支路的电流相等并为它们的集电极提供大小一致电压。为了保证三极管具有完全不相同的电流密度，与呈现温度变化正相关的压差，通过晶体管q16和q18，并使用电阻r4来完成电流到电压地转换过程，电阻r5 和电阻r6相等。通过右半部分为检测信号增强电路，稳压电路是一个由反馈网络和放大器组成的负反馈回路，主要负责为主体电路提供稳定的电压。其中反馈网络的主体是检测核心电路，。放大器主要由 pmos 管（q5、q6）和 nmos 管（q17、q14和q12）构成，电容c1的作用是对电路进行补偿。最后通过mos管q1和mos管q15后输出检测信号。
11.输出稳定电路，提供一个稳定的缓慢升高的电压输出，保证电路稳定输出，保证器件安全。当输入信号是高电平时，mos管q27导通，三极管q21截止，输出是低电平，当输入为低电平时，mos管q27关闭，三极管q20对q22充电，使q22电位缓慢上升，q24和q21构成电平移位，作用是避开 mos 管的弱反型区。设计核心就是在正常通电过程的情况下会产生一个缓慢上升的参考电压 vrmp，保证信号稳定输出。
12.脚手架安全检测系统通过贴片电路加检测电路的监控方案，把多个同样的贴片电路贴在脚手架上容易变形的位置，然后定期使用检测电路（装置）巡查各贴片电路点，获得变形量，进行安全检测，从而实现脚手架安全预警。
13.（三）有益效果本技术提出的一种脚手架安全检测系统，首先，引入了柔性电路板，大大提升了对地面平整度、倾斜角度等的包容性；其次，利用压边传感器作为信号接收端，不仅提高了检测精度，还简化了电路结构。最后，设计了检测电路，进一步分析接收信号，提高了设备输出的准确性。
附图说明
14.图1为现有技术的电流检测电路。
15.图2为现有技术的压变传感器电路。
16.图3为本设计的贴片电路。
17.图4为本设计的检测电路。
18.图5为本设计的输出稳定电路。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明做进一步说明。
20.如图3、4、5所示，为本技术提出一种脚手架安全检测系统，包括依次连接的贴片电路、检测电路以及输出稳定电路。
21.贴片电路，通过无源应变器件cb1检测信号，经过电感l1后进入放大器u1a的反相端，二极管d1起到电压钳位作用，电容c2和电阻r8起到rc滤波作用，通过放大器u1a后监控应变信号，输出信号通过mos管q19和电阻r9、电阻r10分压后反馈至放大器u1a的同相端，输出电压大小取决于反馈电阻r9与基准电压的比值，误差放大器的带宽决定了输出电压的调节速率，通过电容c3滤波后输出采集信号，信号通过功率电阻q19增加信号输出功率，通过电阻r9，电阻r10和电容c3产生rc谐波信号，提供给后续电路进行处理。
22.具体而言，所述贴片电路包括输入端口input、输出端口va、贴片压边传感器cb1、二极管d1、放大器u1a、mos管q19、电容c2、电容c3、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电感l1，所述贴片电路中贴片压边传感器的一端与输入端口input连接，另一端分别与电感l1的一端、二极管d1的负极连接，电感l1的另一端分别与电容c2的一端、电阻r8的一端、放大器u1a的2号接口连接，电容c2的另一端接地，电阻r8的另一端接地，二极管d1的正极接地，放大器u1a的8号接口接地，放大器u1a的4号接口与mos管q9的源端连接，放大器u1a的1号接口与mos管q19的栅极连接，mos管q19的漏端分别与电阻r9的一端、电容c3的一端、输出端口va连接，电容c3的另一端接地，电阻r9的另一端分别与电阻r10的一端、放大器u1a的3号接口连接，电阻r10的另一端接地，放大器u1a的8号接口与高电平vcc连接。
23.检测电路，通过mos管q8、mos管q9、mos管q13接收信号，主体电路初始电位为低电平，此时 mos管q13截止，mos管q8导通，所以mos管q9电位会被提升，mos管q13导通，从电流镜抽取电流到主体电路部分，加快上电速度，随着上电过程的进行，q13的栅极电位升高，导致mos管q13开启，当mos管q13开启时，导致mos管q9关断，从而将输入电路和后面的核心电路隔离开，带隙基准电压源检测电路的主体结构是电流求和结构，在电路中使用p型mos管搭建电流镜（q7、q3、q4）和 nmos 管搭建的电流镜（q10、q11）来实现三极管q16和三极管q18所在支路的电流相等并为它们的集电极提供大小一致电压。为了保证三极管具有完全不相同的电流密度，与呈现温度变化正相关的压差，通过晶体管q16和q18，并使用电阻r4来完成电流到电压地转换过程，电阻r5 和电阻r6相等。通过右半部分为检测信号增强电路，稳压电路是一个由反馈网络和放大器组成的负反馈回路，主要负责为主体电路提供稳定的电压。其中反馈网络的主体是检测核心电路，。放大器主要由 pmos 管（q5、q6）和 nmos 管（q17、q14和q12）构成，电容c1的作用是对电路进行补偿。最后通过mos管q1和mos管q15后输出检测信号。
24.具体而言，所述述检测电路包括输入端口vb，输出端口vc，mos管q8、q9、q13、q6、q12、q14、q17、q15、q2、q1，电容c1，电阻r1、r2、r3，所述述检测电路中输出端口vb分别与mos管q8的漏端、mos管q13的漏端、mos管q9的栅极连接，mos管q8的源端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与mos管q9的源端连接，mos管q8的栅极接地，mos管q13的源端与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端接地，mos管q9的漏端与mos管q6的栅极连接，mos管q6的源端与高电平vcc连接，mos管q6的漏端与mos管q12的栅极连接，mos管q12的漏端分别与mos管q2的漏端、高电平vcc连接，mos管q2的源端与mos管q1的源端连接，mos管q2的栅极与mos管q1的栅极连接，电容c1的一端与mos管q6的漏端连接，另一端与mos管q2的漏端连接，mos管q12的源端接地，mos管q1的漏端分别与mos管q15的漏端、输出端口vc连接，mos管q15的源端接地。所述检测电路包括mos管q13、q15、q12、q9、q3、q4、q5、q7、q10、q11、q16、q18、q14、q17，三极管q16、q18，电阻r4、r5、r6、r7，所述检测电路中mos
管q7、mos管q3、mos管q4、mos管q5的源端都与高电平vcc连接，mos管q7的栅极分别与mos管q3的栅极、mos管q4的栅极、mos管q5的栅极、mos管q3的漏端、mos管q10的漏端连接，mos管q7的漏端分别与mos管q11的漏端连接，mos管q11的源端分别与电阻r5的一端、三极管q18的发射极连接，电阻r5的另一端接地，三极管q18的集电极接地，三极管q18的基极与三极管q16的基极连接，三极管q16的集电极接地，三极管q16的发射极与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端分别与mos管q10的源端、电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端接地，mos管q10的栅极分别与mos管q11的栅极、mos管q9的漏端、mos管q6的栅极连接，mos管q4的漏端分别与电阻r7的一端、mos管q13的栅极连接，电阻r7的另一端接地，mos管q5的漏端分别与mos管q17的漏端、q14的栅极、mos管q17的栅极、mos管q15的栅极连接，mos管q17的源端接地，mos管q14的源端接地，mos管q14的漏端与mos管q12的栅极连接。
25.输出稳定电路，提供一个稳定的缓慢升高的电压输出，保证电路稳定输出，保证器件安全。当输入信号是高电平时，mos管q27导通，三极管q21截止，输出是低电平，当输入为低电平时，mos管q27关闭，三极管q20对q22充电，使q22电位缓慢上升，q24和q21构成电平移位，作用是避开 mos 管的弱反型区。设计核心就是在正常通电过程的情况下会产生一个缓慢上升的参考电压 vrmp，保证信号稳定输出。
26.具体而言，所述输出稳定电路包括二极管d2，mos管q23、q26，三极管q22、q20.电容c4，电阻r11，所述输出稳定电路中mos管q23的漏端与高电平vcc连接，二极管d2的正极与高电平vcc连接，负极分别与mos管q23的栅极、mos管q26的栅极连接，mos管q23的源端接地，mos管q26的源端接地，mos管q26的漏端与三极管q22的集电极连接，三极管q22的发射极与高电平vcc连接，三极管q20的基极与三极管q22的基极连接，三极管q20的集电极分别与电阻r11的一端、电容c4的一端连接，电阻r11的另一端接地，电容c4的另一端接地。所述输出稳定电路包括输入端口vc，输出端口vout，二极管d2，mos管q27、q24，三极管q21、q28，所述输出稳定电路中输入端口vc分别与mos管q27的栅极、三极管q28的基极连接，mos管q27的源端接地，mos管q27的漏端与三极管q21的基极连接，三极管q21的集电极与高水平vcc连接，三极管q21的发射极分别与mos管q24的漏端、三极管q28的集电极连接，mos管q24的栅极与二极管d2的负极连接，mos管q24的源端接地，三极管q28的发射极接地，输出端口vout与mos管q24的漏端连接。
27.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。