一种光纤传感器信号采集及处理装置
阅读说明：本技术 一种光纤传感器信号采集及处理装置 (Optical fiber sensor signal acquisition and processing device ) 是由 叶玉麟 张社荣 肖恩尚 赵明华 王超 于 2021-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种光纤传感器信号采集及处理装置,包括传感器外框,所述传感器外框的内部设置有中央处理系统、监控系统、测算系统、分析系统和警报模块,且所述中央处理系统与监控系统之间信号连接,所述监控系统与测算系统之间信号连接,所述测算系统、分析系统与报警模块之间信号连接,通过所述测算系统、分析系统与报警模块的设置,加速了光纤传感器信号传递的功能；所述传感器外框的内部设置有密封机构和缓冲机构。本发明,通过中央处理系统、监控系统、测算系统、分析系统与警报模块之间的配合作用,实现了光纤传感器对信号的高效处理,有效地节省了时间与精力。(The invention discloses a signal acquisition and processing device of an optical fiber sensor, which comprises a sensor outer frame, wherein a central processing system, a monitoring system, a measuring and calculating system, an analysis system and an alarm module are arranged in the sensor outer frame, the central processing system is in signal connection with the monitoring system, the monitoring system is in signal connection with the measuring and calculating system, the analysis system and the alarm module are in signal connection, and the function of transmitting signals of the optical fiber sensor is accelerated by the arrangement of the measuring and calculating system, the analysis system and the alarm module; and a sealing mechanism and a buffer mechanism are arranged in the sensor outer frame. According to the invention, through the cooperation of the central processing system, the monitoring system, the measuring and calculating system, the analysis system and the alarm module, the high-efficiency processing of the optical fiber sensor on the signals is realized, and the time and the energy are effectively saved.)
技术领域
本发明涉及水利工程光纤传感器监测技术领域，尤其涉及一种光纤传感器信号采集及处理装置。
背景技术
水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程；也称为水工程；水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要；只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要；水利工程需要修建坝与堤等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。
有些河流位于城市的边缘，有些河流位于城区，当汛期来临时，河流两岸的堤防受到的影响最大，如果发生渗漏和溃坝，将带来灾难性的后果；对于汛期来临就需要时刻监测河流的水位，以防河流超过警戒水位，接而促成灾难性的后果。
大坝，是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物；可形成水库，抬高水位、调节径流、集中水头，用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。
对于汛期河流水位与雨季时水库里水位的监测，普通堤防与水库的监测方法为定期检查、巡查和24小时连续实时监测、管理和留守巡查，该方法不仅浪费了大量人力资源，且增加了工作人员的劳动强度，而且不能实时有效地获取汛期河流及水库堤防的最新监测信息，为此，提出了一种光纤传感器信号采集及处理装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中对于汛期河流水位与雨季时水库里水位的普通监测方法，增加工作人员的劳动强度，且不能及时提供汛期河流及水库堤防最新监测信息的缺点，而提出的一种光纤传感器信号采集及处理装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种光纤传感器信号采集及处理装置，包括传感器外框，所述传感器外框的内部设置有中央处理系统、监控系统、测算系统、分析系统和警报模块，且所述中央处理系统与监控系统之间信号连接，所述监控系统与测算系统之间信号连接，所述测算系统、分析系统与报警模块之间信号连接，通过所述测算系统、分析系统与报警模块的设置，加速了光纤传感器信号传递的功能；
所述传感器外框的内部设置有密封机构和缓冲机构。
优选地，所述监控系统包括视频采集模块和图像识别模块，所述测算系统包括模型对比模块、深度学习模块和光纤传感器，所述分析系统包括数据生成模块和数据对比模块。
优选地，所述密封机构包括气压管、第一活塞、第二活塞和密封板，所述密封板与第一活塞的一端固定连接，所述第一活塞的另一端延伸至气压管的内部，且所述第一活塞可沿着气压管的内侧壁滑动，所述第二活塞也延伸至气压管的内部，且所述第二活塞也可沿着气压管的内侧壁滑动。
优选地，所述传感器外框的内部设置有可拆卸缓冲框，所述气压管为贯穿可拆卸缓冲框设置的，所述传感器外框的内侧壁固定连接有固定支架，所述固定支架与气压管的外侧壁固定连接，所述传感器外框的内部还包括限位机构。
优选地，所述缓冲机构包括第一承载座、第二承载座、滑杆、套杆和弹簧，所述滑杆的顶端与第一承载座的底端固定连接，所述套杆的底端与所述第二承载座的顶端固定连接，所述弹簧的一端与第一承载座的底端固定连接，所述弹簧的另一端与第二承载座的顶端固定连接，所述套杆与滑杆活动连接，所述套杆与所述滑杆均位于弹簧内部。
优选地，所述传感器外框的内部设置有缓冲板，所述缓冲板可沿着传感器外框的内侧壁滑动，所述第二承载座的底端与所述传感器外框的内侧壁固定连接，所述第一承载座的顶部与缓冲板的底部固定连接。
优选地，所述限位机构包括限位绳和限位螺栓，所述限位螺栓与所述限位绳的一端固定连接，所述限位绳的另一端与可拆卸缓冲框的顶部固定连接，所述传感器外框内侧壁开设有限位孔，所述限位孔的大小与限位螺栓的大小完全一致。
优选地，所述传感器外框的内侧壁固定连接有加热器，所述传感器外框的顶部设置有旋转轴，所述旋转轴的外侧壁固定连接有框门，所述框门的外侧壁固定连接有握把，所述传感器外框的外侧壁设置有透光镜。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、通过中央处理系统、监控系统、测算系统、分析系统与警报模块之间的配合作用，实现了光纤传感器对信号的高效处理，运用了大数据作为基础，有效地节省了时间与精力；由于这些模块之间地密切配合的效果，有效地减少了巡查工作时间，减少了工作人员的工作强度，增强了河堤与大坝的安全性能。
2、通过加热器、气压管、第一活塞、第二活塞和密封板之间的配合作用，由于加热器的设置，使得光纤传感器周围的温度可以调控，以适应光纤传感器在低温的环境下工作；加热器所散发的热量，通过挤压第二活塞，从而使气压管内部的气压增大，接而带动第一活塞驱动，使得密封板对传感器外框达到一个密封的作用。
3、通过滑杆、套杆和弹簧的设置，实现了对缓冲板的稳定作用，由于在实际运用中，经常会对光纤传感器进行搬运，由于滑杆沿着套杆内侧壁滑动，再配合上弹簧的伸缩作用，对光纤传感器进行了稳定的保证，间接地延长了其使用寿命。
4、通过可拆卸缓冲框、限位孔、限位绳和限位螺栓的设置，实现了对可拆卸缓冲框的可拆卸性设置，同时，由于可拆卸缓冲框的设置，对光纤传感器达到了进一步的缓冲效果，另外，由于可拆卸缓冲框具有良好的隔热性，避免了加热器提供热量的散失。
附图说明
图1为本发明提出的一种光纤传感器信号采集及处理装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种光纤传感器信号采集及处理装置的正面示意图；
图3为图2中所示结构的放大示意图；
图4为本发明提出的一种光纤传感器信号采集及处理装置的侧面示意图；
图5为本发明提出的一种光纤传感器信号采集及处理装置的模块示意图。
图中：1、传感器外框；2、握把；3、透光镜；4、限位孔；5、限位绳；6、限位螺栓；7、光纤传感器；8、缓冲板；9、可拆卸缓冲框；10、固定支架；11、气压管；12、第一活塞；13、密封板；14、框门；15、旋转轴；16、第二活塞；17、加热器；18、第一承载座；19、第二承载座；20、滑杆；21、套杆；22、弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种光纤传感器信号采集及处理装置，包括传感器外框1，传感器外框1的内部设置有中央处理系统、监控系统、测算系统、分析系统和警报模块，且中央处理系统与监控系统之间信号连接，监控系统与测算系统之间信号连接，测算系统、分析系统与报警模块之间信号连接，通过测算系统、分析系统与报警模块的设置，加速了光纤传感器7信号传递的功能；
传感器外框1的内部设置有密封机构和缓冲机构。
监控系统包括视频采集模块和图像识别模块，测算系统包括模型对比模块、深度学习模块和光纤传感器7，分析系统包括数据生成模块和数据对比模块；通过中央处理系统、监控系统、测算系统、分析系统与警报模块之间的配合作用，实现了光纤传感器7对信号的高效处理，运用了大数据作为基础，有效地节省了时间与精力；由于这些模块之间地密切配合的效果，有效地减少了巡查工作时间，减少了工作人员的工作强度，增强了河堤的安全性能。
密封机构包括气压管11、第一活塞12、第二活塞16和密封板13，密封板13与第一活塞12的一端固定连接，第一活塞12的另一端延伸至气压管11的内部，且第一活塞12可沿着气压管11的内侧壁滑动，第二活塞16也延伸至气压管11的内部，且第二活塞16也可沿着气压管11的内侧壁滑动。
传感器外框1的内部设置有可拆卸缓冲框9，气压管11为贯穿可拆卸缓冲框9设置的，传感器外框1的内侧壁固定连接有固定支架10，固定支架10与气压管11的外侧壁固定连接，传感器外框1的内部还包括限位机构。
缓冲机构包括第一承载座18、第二承载座19、滑杆20、套杆21和弹簧22，滑杆20的顶端与第一承载座18的底端固定连接，套杆21的底端与第二承载座19的顶端固定连接，弹簧22的一端与第一承载座18的底端固定连接，弹簧22的另一端与第二承载座19的顶端固定连接，套杆21与滑杆20活动连接，套杆21与滑杆20均位于弹簧22内部，通过滑杆20、套杆21和弹簧22的设置，实现了对缓冲板8的稳定作用，由于在实际运用中，经常会对光纤传感器7进行搬运，由于滑杆20沿着套杆21内侧壁滑动，再配合上弹簧22的伸缩作用，对光纤传感器7进行了稳定的保证，间接地延长了其使用寿命。
传感器外框1的内部设置有缓冲板8，缓冲板8可沿着传感器外框1的内侧壁滑动，第二承载座19的底端与传感器外框1的内侧壁固定连接，第一承载座18的顶部与缓冲板8的底部固定连接。
限位机构包括限位绳5和限位螺栓6，限位螺栓6与限位绳5的一端固定连接，限位绳5的另一端与可拆卸缓冲框9的顶部固定连接，传感器外框1内侧壁开设有限位孔4，限位孔4的大小与限位螺栓6的大小完全一致，通过可拆卸缓冲框9、限位孔4、限位绳5和限位螺栓6的设置，实现了对可拆卸缓冲框9的可拆卸性设置，同时，由于可拆卸缓冲框9的设置，对光纤传感器7达到了进一步的缓冲效果，另外，由于可拆卸缓冲框9具有良好的隔热性，避免了加热器17提供热量的散失。
传感器外框1的内侧壁固定连接有加热器17，通过加热器17、气压管11、第一活塞12、第二活塞16和密封板13之间的配合作用，由于加热器17的设置，使得光纤传感器7周围的温度可以调控，以适应光纤传感器7在低温的环境下工作；加热器17所散发的热量，通过挤压第二活塞16，从而使气压管11内部的气压增大，接而带动第一活塞12驱动，使得密封板13对传感器外框1达到一个密封的作用；传感器外框1的顶部设置有旋转轴15，旋转轴15的外侧壁固定连接有框门14，框门14的外侧壁固定连接有握把2，传感器外框1的外侧壁设置有透光镜3。
工作原理：
本发明中，首先，监控系统中的视频采集模块与图像识别模块对汛期的水位与雨季时水库的水位信息进行采集和监控，将所收集的数据传给测算系统，经过模型对比模块和深度学习模块进行水位高度测算，再将测算过的数据传给分析系统，经过数据生成模块与数据对比模块对数据分析之后，超过了中央处理系统之前设定的预期水位，经过光纤传感器7的检测，然后触发警报模块，之后得以通知工作人员进行相应的作业；进而增加了汛期水位监测数据的准确度与可信度，为防洪工程提供了有利的保障。
再对光纤传感器7搬运的过程中，首先将可拆卸缓冲框9安装入传感器外框1的内部，拉动限位绳5，将限位螺栓6插入限位孔4中，对可拆卸缓冲框9进行限位，接而即可搬运，在搬运过程中，由于缓冲板8不断地挤压弹簧22与滑杆20，从而达到一定的缓冲效果。
当在温度较低地环境中进行操作时，可以打开加热器17的开关，则第二活塞16会沿着气压管11的内侧壁向内部滑动，则气压管11内部气压增大，从而带动第一活塞12沿着气压管11的内侧壁向外滑动，进而带动密封板13运动，对传感器外框1达到了一个密封的作用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种沉箱隔舱内的水位远程智能化测量技术