基于声卡的振弦式采集仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于传感器测量范畴；具体为一种基于声卡的振弦式采集仪，包括音频设备和振弦式传感器，在它们之间的还连接有测频适配器，所述音频设备包括音频激励单元、音频采集单元；所述测频适配器包含一个切换开关；所述激励单元和音频采集单元通过切换开关与振弦式传感器相连；本实用新型充分地利用现有的语音传输、存储以及处理技术对振弦式传感器进行频率测量，降低了对处理和传输振弦式传感器的信号而开发、制造设备的成本。
【专利说明】基于声卡的振弦式采集仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于传感器测量领域。
【背景技术】
[0002]随着各种道路、桥梁、水利等各种工程建设的不断发展，工程安全的引起了人们越来越多的关注和重视，而安全监测与预警无疑在其中有着举足轻重的地位。现在常用振弦式传感器作为信号采集元件，振弦式传感器主要由钢弦和线圈组成，将振弦式传感器的钢弦两端和待测物固定，使得钢弦对待测物有相应的变化，测量待测物的应力就可通过对钢弦激振的方式来获取待测物的应力值。而激振过程和信号处理过程通常需要专用设备来实现，如果要将数据进行远程传输，则需要设置单独的接口和处理设备。
[0003]而现在对于振弦式传感器的激振源都是采用单独的设备对其进行激振，虽然单独的激振源便于随时手动调整大小，但是现在振弦式传感器与专用设备连接时候，单独的激振源对于整个系统是一个资源的浪费。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是解决现在技术中为处理和传输振弦式传感器的信号需单独开发制造设备而增加成本的问题。
[0005]为了解决上述的问题，本实用新型提供的基于声卡的振弦式采集仪，包括音频设备和振弦式传感器和连接在它们之间的测频适配器，所述音频设备包括音频激励单元、音频采集单元；所述测频适配器包含一个切换开关；所述激励单元和音频采集单元通过切换开关与振弦式传感器相连。
[0006]目前的PC机、笔记本电脑、平板电脑以及手机中都含有音频设备，声卡与音频采集单元和音频激励单元组成一个完整的音频设备，音频采集单元主要通过话筒将声波信号转化成电信号，通过声卡和CPU辅助控制实现各种功能。通过处理有关声音的命令、执行压缩和解压缩程序、增加特殊声效和传真MODEM等，实现声音的完整传递。但是声卡中的主要部件为DA转换电路和AD转换电路，DA转换用于将数字信号转换成模拟信号以推动喇叭发声，而AD转换电路采集话筒中的模拟信号转换为数字信号。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:由于振弦式传感器的频率范围通常在10Hz?3000Hz之间，所以音频设备可以完成传感器中的频率信号的激励、采集和信号传输等过程。通过测频适配器来完成振弦式传感器与音频设备的连接。测频适配器的切换开关使得传感器能够在音频采集单元和音频激励单元之间进行转换，从而实现分别传输激励信号和采集到的频率信号的作用。
[0008]本实用新型充分地利用现有的语音传输、存储以及处理技术对振弦式传感器进行频率测量，降低了对处理和传输振弦式传感器的信号而开发、制造设备的成本。
[0009]进一步，为了达到信号稳定和信号的识别度；所述测频适配器中设置有功率放大电路和信号放大电路；所述功率放大电路连接在音频采集单元和切换开关之间；所述信号放大电路设置在音频激励单元和切换开关之间。
[0010]最后，为了达到硬件简化，减小硬件之间的兼容对采集信号的影响，所述音频设备为智能设备自带硬件。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1:是本实用新型具体实施例涉及的振弦式传感器测量装置的电路原理框图。
[0012]其中:1-音频设备；2_测频适配器；3_振弦式传感器；12_音频电路；13_音频激励单元；14-音频采集单元；21_切换开关；22_功率放大电路；23_信号放大电路。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明:
[0014]如图1所示，为本实用新型提供的基于声卡的振弦式采集仪，包括音频设备I和振弦式传感器3和连接在他们之间的测频适配器2，音频设备I包括音频激励单元13、音频采集单元14 ;测频适配器2包含一个切换开关21 ;激励单元13和音频采集单元14通过切换开关21与振弦式传感器3相连。
[0015]由于振弦式传感器3的频率范围通常在10Hz?3000Hz之间，所以音频设备I可以完成振弦式传感器3中的频率信号的激励、采集和信号传输等过程。通过测频适配器2来完成振弦式传感器3与音频设备I的连接。测频适配器2的切换开关21使得振弦式传感器3能够在音频采集单元14和音频激励单元13之间进行转换，实现分别传输激励信号和采集到的频率信号。
[0016]本实用新型充分地利用现有的语音传输、存储以及处理技术对振弦式传感器进行频率测量，降低了对振弦式传感器3的信号处理和传输进行开发、制造专用设备的成本。
[0017]为了提高信号稳定和信号的识别度；测频适配器2中设置有功率放大电路22和信号放大电路23 ;功率放大电路22连接在音频采集单元14和切换开关21之间；信号放大电路23设置在音频激励单元13和切换开关21之间。
[0018]为了达到硬件简化，减小硬件之间的兼容对采集信号的影响，音频设备I为智能设备自带硬件。
[0019]具体工作过程分为激励和频率测量两个过程:
[0020]激励过程，切换开关21将振弦式传感器3接入到测频适配器2的功率放大电路22，首先测频软件控制音频设备I的音频激励单元13产生一定频率的音频激励信号，经过音频电路12中的DA转换，将激励信号传输至测频适配器2中，后经过功率放大电路22对信号进行功率放大后，驱动振弦式传感器3从而完成激励过程。
[0021]频率测量过程，首先切换开关21将振弦式传感器3接入到测频适配器2的信号放大电路23，经过放大后的信号传输至音频电路12，通过音频采集单元14的AD转换成为数字音频数据，最后通过测频软件使用傅立叶变换等方法对数据进行处理，从而得到最终的信号频率。
[0022]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
【权利要求】
1.基于声卡的振弦式采集仪，包括音频设备和振弦式传感器，其特征在于:在它们之间还连接有测频适配器，所述音频设备包括音频激励单元、音频采集单元；所述测频适配器包含一个切换开关；所述激励单元和音频采集单元通过切换开关与振弦式传感器相连。
2.根据权利要求1所述的基于声卡的振弦式采集仪，其特征在于:所述测频适配器中设置有功率放大电路和信号放大电路；所述功率放大电路连接在音频采集单元和切换开关之间；所述信号放大电路设置在音频激励单元和切换开关之间。
3.根据权利要求1或2所述的基于声卡的振弦式采集仪，其特征在于:音频设备为智能设备自带硬件。
【文档编号】G08C23/02GK204255536SQ201420266933
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】刘敏, 赵质彬, 蒋红庆, 郑元容 申请人:重庆建工第三建设有限责任公司, 重庆建工集团股份有限公司, 重庆凯拓科技发展有限公司