一種新型戶外設施監測傳感器及使用其的傳感器電路的制作方法
【專利說明】
(一)技術領域:
[0001]本發明屬于傳感器技術領域，涉及戶外設施變形損壞的傳感器，特別是一種新型戶外設施監測傳感器及使用其的傳感器電路。
(二)【背景技術】:
[0002]傳感器技術歷經了多年的發展，其技術的發展大體可分三代:第一代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。第二代是上70年代發展起來的固體型傳感器，這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成。如:利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器。第三代傳感器是以后剛剛發展起來的智能型傳感器，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物，使傳感器具有一定的人工智能。目前，用于檢測設施變形損壞的傳感器有壓力傳感器、角度傳感器、震動傳感器、陀螺儀、加速度傳感器等，但還沒有一種用石墨作為核心材料。石墨因其特殊結構，具有導電性，耐高溫性，化學穩定性，可塑性，抗熱震性，抗腐蝕，抗污染，能于惡劣的化學環境下工作。
[0003]現階段，用于檢測變形或損壞的傳感器大多難以適應戶外的環境，靈敏度等會隨自然因素(雨、雪等)和環境因素(溫度、污染、灰塵等)而變化，經常會出現傳感器本身不工作而導致的傳感器失靈現象，影響設施設備損壞的正常檢測。現有傳感器的靈敏度也大多并不適用現有場景，由于設備處于野外，環境復雜，現有傳感器要么過于敏感要么不敏感以致無法體現實際變化，新設計的傳感器將改善上述不足。
[0004]戶外設施出現損壞后，將無法傳遞正確有效的信息實現其正常功能，所以應該對戶外設施進行日常檢查、定期檢查等措施，但在現階段，由于缺乏能很好適應戶外環境條件的對變形損壞及時采取動作的新型傳感器，所以基本采取人工巡檢的方式，效率低而且存在時間滯后性。
(三)【實用新型內容】:
[0005]本實用新型的目的在于設計一種新型戶外設施監測傳感器及使用其的傳感器電路，它可以克服現有技術的不足，是一種結構簡單，使用方便的新型傳感器，作為戶外安全設施變形損壞監測系統中的重要組成部分，可以廣泛配置在各種需要檢測的設施上，在設施發生變形損壞后能及時動作，進而發送信息提示設施發生損壞需要修復。
[0006]本實用新型的技術方案:一種新型戶外設施監測傳感器，其特征在于它包括導針和感應體；其中，所述的感應體外有封裝外殼3 ;所述感應體與導針相連。
[0007]所述感應體是石墨感應體。
[0008]所述導針由分別連接在感應體兩側的導針I和導針II構成。
[0009]所述感應體是條形石墨感應體。
[0010]一種使用新型戶外設施監測傳感器的傳感器電路，是由傳感器S1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl和Ul運算放大器LMV721構成；其中，所述傳感器SI是由導針和感應體構成，且導針連接在感應體兩側，所述感應體為石墨感應體；所述運算放大器LMV721的VCC+引腳接5v VCC電源，其VCC-引腳直接接地，IN+引腳經傳感器SI和電容Cl并聯連接后接地，并經電阻R2連接引腳IN-，運算放大器LMV721的引腳IN-經電阻R3接地，同時連接到VCC電源，運算放大器LMV721的OUT引腳經電阻Rl連接電源VCC，并可經DO輸出高電平信號。
[0011]本實用新型的工作原理:在沒有外力作用時，條形石墨完好無損，導針I和導針II兩端為接通狀態；當有外力作用時，條形石墨折斷，導針I和導針II之間為斷開狀態。
[0012]本實用新型傳感器內部主要部件采用條形石墨作為材料制作構成，使用PVC材料進行封裝后附于待檢測的設施上。條形石墨可根據適用對象進行專門設計生產，制成合適長度并可分組安裝滿足不同設施外形要求。設施在受外力發生變形或損壞時條形石墨折斷，傳感器內部電路由通路變為斷路，并將這個開關信號發送給處理器，實現設施損壞變形的檢測。
[0013]該傳感器可用來檢測制作材料塑性優于石墨的設施的狀態，在設施發生形變時自身發生不可恢復的破壞。介于石墨的脆性很高，該傳感器可適用于大多數場景。
[0014]采用石墨作為傳感器內部核心部分是因為石墨具有特殊結構，具有導電性，耐高溫性，化學穩定性，低塑性，抗熱震，抗腐蝕、抗污染、能于惡劣的化學環境下工作。
[0015]本實用新型的優越性:1.成本低廉；2.靈敏度高，對于變形或損壞檢測能夠保證動作的及時性；3.能夠保證對復雜環境條件的適應性。
(四)【附圖說明】:
[0016]圖1為本實用新型所述一種新型戶外設施監測傳感器的結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型中一種實施例的電路結構示意圖。
[0018]其中，I為導針；1-A為導針I ;1_B為導針II ；2為感應體；3為封裝外殼。
(五)【具體實施方式】:
[0019]實施例:一種新型戶外設施監測傳感器(見圖1)，其特征在于它包括導針I和感應體2 ;其中，所述的感應體外有封裝外殼3 ;所述感應體與導針相連。
[0020]所述感應體2是石墨感應體(見圖1)。
[0021]所述導針I由分別連接在感應體兩側的導針Il-A和導針IIl-B構成(見圖1)。
[0022]所述感應體2是條形石墨感應體(見圖1)。
[0023]一種使用新型戶外設施監測傳感器的傳感器電路(見圖2)，是由傳感器S1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl和Ul運算放大器LMV721構成；其中，所述傳感器SI是由導針和感應體構成，且導針連接在感應體兩側，所述感應體為石墨感應體；所述運算放大器LMV721的VCC+引腳接5v VCC電源，其VCC-引腳直接接地，IN+引腳經傳感器SI和電容Cl并聯連接后接地，并經電阻R2連接引腳IN-，運算放大器LMV721的引腳IN-經電阻R3接地，同時連接到VCC電源，運算放大器LMV721的OUT引腳經電阻Rl連接電源VCC，并可經DO輸出高電平信號。
【主權項】
1.一種新型戶外設施監測傳感器，其特征在于它包括導針和感應體；其中，所述的感應體外有封裝外殼；所述感應體與導針相連。
2.根據權利要求1所述一種新型戶外設施監測傳感器，其特征在于所述感應體是石墨感應體。
3.根據權利要求2所述一種新型戶外設施監測傳感器，其特征在于所述感應體是條形石墨感應體。
4.根據權利要求1所述一種新型戶外設施監測傳感器，其特征在于所述導針由分別連接在感應體兩側的導針I和導針II構成。
5.一種使用新型戶外設施監測傳感器的傳感器電路，是由傳感器S1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl和Ul運算放大器LMV721構成；其中，所述傳感器SI是由導針和感應體構成，且導針連接在感應體兩側，所述感應體為石墨感應體；所述運算放大器LMV721的VCC+引腳接5vVCC電源，其VCC-引腳直接接地，IN+引腳經傳感器SI和電容Cl并聯連接后接地，并經電阻R2連接引腳IN-，運算放大器LMV721的引腳IN-經電阻R3接地，同時連接到VCC電源，運算放大器LMV721的OUT引腳經電阻Rl連接電源VCC，并可經DO輸出高電平信號。
【專利摘要】一種新型戶外設施監測傳感器，其特征在于它包括導針和感應體；其中，所述的感應體外有封裝外殼；所述感應體與導針相連；一種使用新型戶外設施監測傳感器的傳感器電路，是由傳感器S1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1和U1運算放大器LMV721構成；其優越性為：1.成本低廉；2.靈敏度高，對于變形或損壞檢測能夠保證動作的及時性；3.能夠保證對復雜環境條件的適應性；4.是一種新型實用傳感器。
【IPC分類】G01B7-16, G01D5-12
【公開號】CN204269068
【申請號】CN201420648779
【發明人】高強, 姜宇辰
【申請人】天津理工大學
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年11月3日