基于聲卡的振弦式采集儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于傳感器測(cè)量范疇；具體為一種基于聲卡的振弦式采集儀，包括音頻設(shè)備和振弦式傳感器，在它們之間的還連接有測(cè)頻適配器，所述音頻設(shè)備包括音頻激勵(lì)單元、音頻采集單元；所述測(cè)頻適配器包含一個(gè)切換開(kāi)關(guān)；所述激勵(lì)單元和音頻采集單元通過(guò)切換開(kāi)關(guān)與振弦式傳感器相連；本實(shí)用新型充分地利用現(xiàn)有的語(yǔ)音傳輸、存儲(chǔ)以及處理技術(shù)對(duì)振弦式傳感器進(jìn)行頻率測(cè)量，降低了對(duì)處理和傳輸振弦式傳感器的信號(hào)而開(kāi)發(fā)、制造設(shè)備的成本。
【專利說(shuō)明】基于聲卡的振弦式采集儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于傳感器測(cè)量領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著各種道路、橋梁、水利等各種工程建設(shè)的不斷發(fā)展，工程安全的引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注和重視，而安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警無(wú)疑在其中有著舉足輕重的地位。現(xiàn)在常用振弦式傳感器作為信號(hào)采集元件，振弦式傳感器主要由鋼弦和線圈組成，將振弦式傳感器的鋼弦兩端和待測(cè)物固定，使得鋼弦對(duì)待測(cè)物有相應(yīng)的變化，測(cè)量待測(cè)物的應(yīng)力就可通過(guò)對(duì)鋼弦激振的方式來(lái)獲取待測(cè)物的應(yīng)力值。而激振過(guò)程和信號(hào)處理過(guò)程通常需要專用設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果要將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，則需要設(shè)置單獨(dú)的接口和處理設(shè)備。
[0003]而現(xiàn)在對(duì)于振弦式傳感器的激振源都是采用單獨(dú)的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行激振，雖然單獨(dú)的激振源便于隨時(shí)手動(dòng)調(diào)整大小，但是現(xiàn)在振弦式傳感器與專用設(shè)備連接時(shí)候，單獨(dú)的激振源對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)資源的浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)在技術(shù)中為處理和傳輸振弦式傳感器的信號(hào)需單獨(dú)開(kāi)發(fā)制造設(shè)備而增加成本的問(wèn)題。
[0005]為了解決上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的基于聲卡的振弦式采集儀，包括音頻設(shè)備和振弦式傳感器和連接在它們之間的測(cè)頻適配器，所述音頻設(shè)備包括音頻激勵(lì)單元、音頻采集單元；所述測(cè)頻適配器包含一個(gè)切換開(kāi)關(guān)；所述激勵(lì)單元和音頻采集單元通過(guò)切換開(kāi)關(guān)與振弦式傳感器相連。
[0006]目前的PC機(jī)、筆記本電腦、平板電腦以及手機(jī)中都含有音頻設(shè)備，聲卡與音頻采集單元和音頻激勵(lì)單元組成一個(gè)完整的音頻設(shè)備，音頻采集單元主要通過(guò)話筒將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，通過(guò)聲卡和CPU輔助控制實(shí)現(xiàn)各種功能。通過(guò)處理有關(guān)聲音的命令、執(zhí)行壓縮和解壓縮程序、增加特殊聲效和傳真MODEM等，實(shí)現(xiàn)聲音的完整傳遞。但是聲卡中的主要部件為DA轉(zhuǎn)換電路和AD轉(zhuǎn)換電路，DA轉(zhuǎn)換用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)以推動(dòng)喇叭發(fā)聲，而AD轉(zhuǎn)換電路采集話筒中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:由于振弦式傳感器的頻率范圍通常在10Hz?3000Hz之間，所以音頻設(shè)備可以完成傳感器中的頻率信號(hào)的激勵(lì)、采集和信號(hào)傳輸?shù)冗^(guò)程。通過(guò)測(cè)頻適配器來(lái)完成振弦式傳感器與音頻設(shè)備的連接。測(cè)頻適配器的切換開(kāi)關(guān)使得傳感器能夠在音頻采集單元和音頻激勵(lì)單元之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)分別傳輸激勵(lì)信號(hào)和采集到的頻率信號(hào)的作用。
[0008]本實(shí)用新型充分地利用現(xiàn)有的語(yǔ)音傳輸、存儲(chǔ)以及處理技術(shù)對(duì)振弦式傳感器進(jìn)行頻率測(cè)量，降低了對(duì)處理和傳輸振弦式傳感器的信號(hào)而開(kāi)發(fā)、制造設(shè)備的成本。
[0009]進(jìn)一步，為了達(dá)到信號(hào)穩(wěn)定和信號(hào)的識(shí)別度；所述測(cè)頻適配器中設(shè)置有功率放大電路和信號(hào)放大電路；所述功率放大電路連接在音頻采集單元和切換開(kāi)關(guān)之間；所述信號(hào)放大電路設(shè)置在音頻激勵(lì)單元和切換開(kāi)關(guān)之間。
[0010]最后，為了達(dá)到硬件簡(jiǎn)化，減小硬件之間的兼容對(duì)采集信號(hào)的影響，所述音頻設(shè)備為智能設(shè)備自帶硬件。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1:是本實(shí)用新型具體實(shí)施例涉及的振弦式傳感器測(cè)量裝置的電路原理框圖。
[0012]其中:1-音頻設(shè)備；2_測(cè)頻適配器；3_振弦式傳感器；12_音頻電路；13_音頻激勵(lì)單元；14-音頻采集單元；21_切換開(kāi)關(guān)；22_功率放大電路；23_信號(hào)放大電路。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明:
[0014]如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的基于聲卡的振弦式采集儀，包括音頻設(shè)備I和振弦式傳感器3和連接在他們之間的測(cè)頻適配器2，音頻設(shè)備I包括音頻激勵(lì)單元13、音頻采集單元14 ;測(cè)頻適配器2包含一個(gè)切換開(kāi)關(guān)21 ;激勵(lì)單元13和音頻采集單元14通過(guò)切換開(kāi)關(guān)21與振弦式傳感器3相連。
[0015]由于振弦式傳感器3的頻率范圍通常在10Hz?3000Hz之間，所以音頻設(shè)備I可以完成振弦式傳感器3中的頻率信號(hào)的激勵(lì)、采集和信號(hào)傳輸?shù)冗^(guò)程。通過(guò)測(cè)頻適配器2來(lái)完成振弦式傳感器3與音頻設(shè)備I的連接。測(cè)頻適配器2的切換開(kāi)關(guān)21使得振弦式傳感器3能夠在音頻采集單元14和音頻激勵(lì)單元13之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)分別傳輸激勵(lì)信號(hào)和采集到的頻率信號(hào)。
[0016]本實(shí)用新型充分地利用現(xiàn)有的語(yǔ)音傳輸、存儲(chǔ)以及處理技術(shù)對(duì)振弦式傳感器進(jìn)行頻率測(cè)量，降低了對(duì)振弦式傳感器3的信號(hào)處理和傳輸進(jìn)行開(kāi)發(fā)、制造專用設(shè)備的成本。
[0017]為了提高信號(hào)穩(wěn)定和信號(hào)的識(shí)別度；測(cè)頻適配器2中設(shè)置有功率放大電路22和信號(hào)放大電路23 ;功率放大電路22連接在音頻采集單元14和切換開(kāi)關(guān)21之間；信號(hào)放大電路23設(shè)置在音頻激勵(lì)單元13和切換開(kāi)關(guān)21之間。
[0018]為了達(dá)到硬件簡(jiǎn)化，減小硬件之間的兼容對(duì)采集信號(hào)的影響，音頻設(shè)備I為智能設(shè)備自帶硬件。
[0019]具體工作過(guò)程分為激勵(lì)和頻率測(cè)量?jī)蓚€(gè)過(guò)程:
[0020]激勵(lì)過(guò)程，切換開(kāi)關(guān)21將振弦式傳感器3接入到測(cè)頻適配器2的功率放大電路22，首先測(cè)頻軟件控制音頻設(shè)備I的音頻激勵(lì)單元13產(chǎn)生一定頻率的音頻激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)過(guò)音頻電路12中的DA轉(zhuǎn)換，將激勵(lì)信號(hào)傳輸至測(cè)頻適配器2中，后經(jīng)過(guò)功率放大電路22對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大后，驅(qū)動(dòng)振弦式傳感器3從而完成激勵(lì)過(guò)程。
[0021]頻率測(cè)量過(guò)程，首先切換開(kāi)關(guān)21將振弦式傳感器3接入到測(cè)頻適配器2的信號(hào)放大電路23，經(jīng)過(guò)放大后的信號(hào)傳輸至音頻電路12，通過(guò)音頻采集單元14的AD轉(zhuǎn)換成為數(shù)字音頻數(shù)據(jù)，最后通過(guò)測(cè)頻軟件使用傅立葉變換等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而得到最終的信號(hào)頻率。
[0022]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1.基于聲卡的振弦式采集儀，包括音頻設(shè)備和振弦式傳感器，其特征在于:在它們之間還連接有測(cè)頻適配器，所述音頻設(shè)備包括音頻激勵(lì)單元、音頻采集單元；所述測(cè)頻適配器包含一個(gè)切換開(kāi)關(guān)；所述激勵(lì)單元和音頻采集單元通過(guò)切換開(kāi)關(guān)與振弦式傳感器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲卡的振弦式采集儀，其特征在于:所述測(cè)頻適配器中設(shè)置有功率放大電路和信號(hào)放大電路；所述功率放大電路連接在音頻采集單元和切換開(kāi)關(guān)之間；所述信號(hào)放大電路設(shè)置在音頻激勵(lì)單元和切換開(kāi)關(guān)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于聲卡的振弦式采集儀，其特征在于:音頻設(shè)備為智能設(shè)備自帶硬件。
【文檔編號(hào)】G08C23/02GK204255536SQ201420266933
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】劉敏, 趙質(zhì)彬, 蔣紅慶, 鄭元容 申請(qǐng)人:重慶建工第三建設(shè)有限責(zé)任公司, 重慶建工集團(tuán)股份有限公司, 重慶凱拓科技發(fā)展有限公司