一种缆索监测系统多功能复合传感器及控制方法与流程

本发明涉及桥梁缆索结构监测及防护，具体是一种缆索监测系统多功能复合传感器及控制方法。

背景技术：

1、目前现有桥梁缆索监测及防护技术中，如专利cn202122804875.5公开一种缆索系统监测装置，其集成了多个传感器，与缆索体系连接安装实现缆索的监控，但所用的传感器在实际工作中存在以下不足：

2、(1)应用在温湿传感器上无法防水；

3、(2)应用在液位传感器的触点容易与积水接触，导致触点腐蚀，影响使用寿命；

4、(3)摄像头成品模组不满足密封要求，且图像数据传输距离短，应用场景有限；

5、(4)同时其只能被动采集温湿度、积水或图像数据，无法主动采集数据，数据波动性大，难以进行分析和有效性评估。

6、公开于以上背景技术部分的信息仅仅皆在增加对本发明总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、针对上述现有缺陷，本发明目的在于提供一种缆索监测系统多功能复合传感器及控制方法，集成采用多个传感器模组与外壳一体式封装结构，密封性能好，增加主板控制主动采集处理数据，可以对数据进行有效评估和远距离传送，保证了数据的有效性，避免了错误数据上传导致对缆索系统内部状态误判。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种缆索监测系统多功能复合传感器，包括壳体，以及设置在壳体内的摄像组件、温湿度传感器组件、非接触式液位传感器、pcb板，其中所述温湿度传感器组件、非接触式液位传感器、摄像头组件通过柔性排线与pcb板通信连接，所述pcb板集成有微型处理器；所述温湿度传感器组件用于获取缆索内温湿度数据；所述非接触式液位传感器用于获取液位数据；所述摄像头组件用于提供光源并获取缆索内部锚头图像；所述pcb板用于根据获取到的图像通过多曝光图像融合增强算法进行图像效果增强，并用于根据增强后图像的灰度信息熵、温湿度数据和液位数据进行阈值对比，判断数据有效性，最后对无效数据进行删除，对评估后有效的数据进行编码发送。

4、具体的，所述壳体为圆柱结构，位于壳体内的中部设置有卡槽，所述pcb板插接固定于卡槽上；位于壳体内的一侧设有定位夹片，所述非接触液位传感器固定安装在定位夹片与壳体之间。

5、具体的，所述温湿度传感器组件包括温湿度传感器探头、密封帽；所述壳体顶部设置有第一圆柱，所述pcb板顶部进入所述第一圆柱的部分固定集成所述温湿度传感器探头，所述密封帽通过螺纹与第一圆柱连接。

6、具体的，所述密封帽为pe滤芯材质，所述温湿度传感器探头与第一圆柱之间灌注有密封胶。

7、具体的，所述摄像组件包括摄像头模组、第一摄像头支架、第二摄像头支架、led补光灯环；所述壳体顶部还设置有第二圆柱，所述第二圆柱顶部设置为斜面，所述pcb板顶部进入所述第二圆柱的部分设置有螺纹孔，所述第一摄像头支架卡设在pcb板上，并通过螺栓与螺纹孔固定；所述第二摄像头支架固定安装于第一摄像头支架上端，所述摄像头模组置于第二摄像头支架内部；所述led补光灯环通过第二摄像头支架与第二圆柱的斜面固定。

8、具体的，所述壳体还包括密封圈、密封堵头、线缆密封接头、软管内螺纹接头、带帽螺母；所述密封堵头为中间通孔、其上下两端带有外螺纹、上端中部设置外台阶、下端设置内止口的结构，所述线缆密封接头为中间通孔、外圆面设置为法兰底座结构，软管内螺纹接头上端设置为内螺纹，下端设置为开口结构，所述壳体底部设置有凹槽，所述密封圈设置在凹槽内，所述密封堵头上端与壳体底部螺纹连接，并通过压紧所述密封圈密封；所述线缆密封接头的法兰底座与密封堵头下端的内止口密封连接；所述软管内螺纹接头上端内螺纹与密封堵头的下端外螺纹连接；所述软管内螺纹接头下端开口结构用于通过挤压密封与外部通讯用线缆护线管连接；所述带帽螺母的帽端套设密封堵头并支撑于所述外台阶底面上，带帽螺母的螺母端用于与缆索智能部件上的外螺纹底座拧紧固定安装。

9、本发明还公开一种缆索监测系统多功能复合传感器的控制方法，采用如上述所述的多功能复合传感器，具体包括：根据采集指令控制温湿度、图像和非接触式液位传感器采集获取缆索系统内温湿度数据、图像和液位数据；对图像通过多曝光图像融合增强算法进行图像效果增强；根据增强后图像灰度信息熵对图像有效性进行评估判断，根据预设阈值对温湿度数据和液位数据进行有效性评估判断；若有效，则将数据编码发送；若无效则删除数据。

10、本发明的有益效果：

11、1、本方案通过将温湿度、液位和图像等多种传感器集成到一个设备中，实现了对缆索内部环境的多维度监测，通过结合图像、温湿度数据和液位数据进行综合判断，提高了数据可靠性，减少了误报率；

12、2、本方案设备集成了主板与微型处理器，能够主动采集数据，并对数据加以分析评估，具有对数据进行处理的功能，保证了数据的有效性，避免了错误数据上传导致对缆索系统内部状态误判，编码后可实现数据的一千米以上远距离稳定传输；

13、3、本方案主板出线处通过密封堵头、线缆密封接头、带帽螺母的连接结构，使得本方案的复合传感器整体能够简单的与桥梁缆索装配，伸入其缆索系统的底部内部，同时保证了复合传感器的加强密封性能；

14、3、本方案复合传感器采用防水透气pe滤芯密封帽保护温湿度传感器探头，避免了探头进水，并在探头与复合传感器连接处用密封胶灌注密封，液位传感器采用非接触式电容液位传感器，实现对积水深度的无接触式监测，图像传感器采用摄像头模组与外壳一体式封装结构，结合主板出线处的加强密封设计，实现复合传感器整体ip67密封性能，提升了传感器的密封防护性能，规避了传感器与积水直接接触的锈蚀风险，提高了传感器使用寿命。

技术特征：

1.一种缆索监测系统多功能复合传感器，其特征在于，包括壳体(1)，以及设置在壳体(1)内的摄像组件、温湿度传感器组件、非接触式液位传感器(2)、pcb板(3)，其中所述温湿度传感器组件、非接触式液位传感器(2)、摄像头组件通过柔性排线与pcb板(3)通信连接，所述pcb板(3)集成有微型处理器；

2.根据权利要求1所述的一种缆索监测系统多功能复合传感器，其特征在于，所述壳体(1)为圆柱结构，位于壳体(1)内的中部设置有卡槽(4)，所述pcb板(3)插接固定于卡槽(4)上；位于壳体(1)内的一侧设有定位夹片(5)，所述非接触液位传感器(2)固定安装在定位夹片(5)与壳体(1)之间。

3.根据权利要求1所述的一种缆索监测系统多功能复合传感器，其特征在于，所述温湿度传感器组件包括温湿度传感器探头(6)、密封帽(7)；所述壳体(1)顶部设置有第一圆柱(8)，所述pcb板(3)顶部进入所述第一圆柱(8)的部分固定集成所述温湿度传感器探头(6)，所述密封帽(7)通过螺纹与第一圆柱(8)连接。

4.根据权利要求3所述的一种缆索监测系统多功能复合传感器，其特征在于，所述密封帽(7)为pe滤芯材质，所述温湿度传感器探头(6)与第一圆柱(8)之间灌注有密封胶。

5.根据权利要求1所述的一种缆索监测系统多功能复合传感器，其特征在于，所述摄像组件包括摄像头模组(9)、第一摄像头支架(10)、第二摄像头支架(11)、led补光灯环(12)；所述壳体(1)顶部还设置有第二圆柱(13)，所述第二圆柱(13)顶部设置为斜面，所述pcb板(3)顶部进入所述第二圆柱(13)的部分设置有螺纹孔(14)，所述第一摄像头支架(10)卡设在pcb板(3)上，并通过螺栓与螺纹孔(14)固定；所述第二摄像头支架(11)固定安装于第一摄像头支架(10)上端，所述摄像头模组(9)置于第二摄像头支架(11)内部；所述led补光灯环(12)通过第二摄像头支架(11)与第二圆柱(13)的斜面固定。

6.根据权利要求1所述的一种缆索监测系统多功能复合传感器，其特征在于，所述壳体(1)还包括密封圈(15)、密封堵头(16)、线缆密封接头(17)、软管内螺纹接头(22)、带帽螺母(18)；

7.一种缆索监测系统的控制方法，采用如权利要求1-5任意一项所述的多功能复合传感器，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种缆索监测系统多功能复合传感器及控制方法，包括壳体、摄像组件、温湿度传感器组件、非接触式液位传感器、PCB板，PCB板用于根据获取到的图像通过多曝光图像融合增强算法进行图像效果增强，并用于根据增强后图像的灰度信息熵、温湿度数据和液位数据进行阈值对比，判断数据有效性，最后对无效数据进行删除，对评估后有效的数据进行编码发送。本发明通过集成多种传感器和智能化的PCB板，将多模态数据采集、融合和分析集成于一体，密封性能好，能够主动触发数据采集，能够通过算法提升图像质量，通过阈值对比分析评估多模态数据的有效性，从源头上提高监测数据的准确性，为缆索状态评估提供高质量的输入。

技术研发人员：蒋立军,石伟,韦耀淋,邹易清,陈俊霖,于新寒,邓迪文,廖夙志,苏琦,雷芸
受保护的技术使用者：柳州欧维姆机械股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7