桥梁监测声光报警系统设计.pdf

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1、万方数据低压电器(2008№2)现代建筑电气篇·工程设计·桥梁监测声光报警系统设计董海兵(湖南工学院电气与信息工程系，湖南衡阳421001)摘要：提出了一种利用计算机声卡，配合继电器控制电路，实现声光报警功能的方法。讨论了电路设计的具体方案，并给出了PSpiee模拟仿真结果。仿真结果表明，该报警电路简单、可靠、实用，完全可以实现声光报警功能。基于声卡的声光报警系统现已在桥梁监测系统中得到了应用。关键词：声卡；继电器控制；声光报警；PSpice；桥梁监测系统中图分类号：TP277文献标识码：B文章编号：1001-5531(2008)02-0030-02Designo

2、fSound-LightAlarmingSysteminMonitoringBridgeDONGHaibing董海兵(1980一)，男，讲师，硕士研究生，研究方向为自动控制、光电技术等。(DepartmentofElectrical&InformationEngineering，HunanInstituteofTechnology，Hengyang421001，China)Abstract：Amethodwhichrealizedsound—lightalarmbasedonthesoundcardofcomputerandrelaycontrol-lingcir

3、cuitwereintroduced．ThecircuitdesignschemeandthesimulatedresultbasedonPSpicewereputforward．Theresultdemonstratedthatthealarmingcircuitwassimple，reliableandpractical．Thesound-lightalarmingsys—ternbasedonthesoundcardofcomputerhadbeenusedinthemonitoringsystemofbridge．Keywords：soundcard；re

4、laycontrol；sound-lightalarm；PSpice；monitoringsystemofbridge0引言在桥梁健康监测系统中，报警模块是系统非常重要的模块之一。在传统的报警系统中，报警功能由专用仪器来实现。上位监控计算机和报警仪器并存于工作现场，无疑造成了资源的浪费。基于此，设计了一种利用计算机声卡的报警装置。该装置简单、可靠、实用，成本低廉，完全能够实现声光报警功能，是一种性价比较高的装置。1设计目标设计的报警电路与计算机声卡相连，计算机声卡的输出信号为其输入信号。当计算机声卡有输出时，电路中的继电器线圈导通吸合，继电器的常开触点闭合；反之，

5、其常开触点断开。将继电器的常开触点串入声光报警器的工作回路中，可以控制声光报警器的工作状态。电路的原理框图如图1所示。一30一声卡输出图1报警电路原理框图2声卡输出信号声卡的输出信号是极其微弱。要设计一个报警装置，首先需将声卡的输出信号进行放大。声卡的输出信号与电脑播放的音频文件关系密切。当播放音乐和电影等文件时，声卡的输出为脉动成分很高的电平信号。用示波器观察，波形跳变激烈，其幅值电平为50mV～2V。为了保万方数据·工程设计·低压电器(2008N02)现代建筑电气篇证电路中的固体继电器正常工作，电路中采用了标准的正弦信号。考虑到音频文件的频率特性和放大电路的带

6、宽等因素，利用TestToneGenerator软件产生一个频率为1kHz，振幅为0．5V的正弦信号。3设计方案及OrCADPSpice模拟仿真⋯结果对声卡输出信号的放大，有两种方案。第一种方案是用二极管、三极管、电阻、电容等元器件直接搭建；第二种方案是利用集成运放搭建。3．1利用三极管等元器件搭建的报警电路及仿真结果利用三极管等元器件搭建的报警电路晗'31如图2所示，其PSpice仿真结果如图3所示。赫洲壤赫簖巍10翟麓各个三极管正常工作。3．2基于运放的报警电路及仿真结果利用运放搭建的报警电路㈨如图4所示，其PSpice仿真结果如图5所示。UoFr=--0VU

7、AMPL=05V，=1000Hz夸萋l图4利用运放搭建的报警电路拿琶l图4利用运放搭建的报警电路口l12‰些潞图2利用三极管搭建的报警电路≥-蓦曩{蔓：：，}H?盯阳嘲秤哪—f玎{I_ttHtIIH¨]tttiU__』LU．量诌喜缀糊：棚i勰；嬲溺夏蟪姨强删封姒l{系≥{，’糍{㈣糍缫?董篓蔓≥：O4812162024283236t，mS——Ul(C2：1)一u2(R19：2)——弘(R7：1)图3利用三极管搭建的报警电路仿真曲线报警电路的工作原理为：输入信号通过三极管放大电路放大后，再经过整流和滤波，得到一个比较稳定的电平信号(见图3所示仿真图上的虚线曲线)。理

8、想情况下，