專利名稱：設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是對(duì)機(jī)械旋轉(zhuǎn)設(shè)備、壓縮設(shè)備、電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)量檢測(cè)的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器。涉及機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量(G01H)及管道系統(tǒng)(F17D)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前,工業(yè)界有著大量高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備、壓縮設(shè)備、熱力設(shè)備和電力設(shè)備。 由于這些設(shè)備處于高速運(yùn)行狀態(tài),如果出現(xiàn)偏心、不對(duì)稱或轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)等情況,極 易造成設(shè)備的軸向和徑向斷裂、掃膛、部件飛出等事故，嚴(yán)重的甚至造成設(shè)備的完 全損毀。特別是那些轉(zhuǎn)速髙而又須常年運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備,如發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、輸油管線 的電機(jī)和輸油泵等， 一但發(fā)生事故，影響和損失極大。為了保證這些設(shè)備能常時(shí) 間的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，全程監(jiān)視這些高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備的搌動(dòng)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常的設(shè)備 振動(dòng)，隨時(shí)調(diào)整工況或即時(shí)進(jìn)行檢修，避免釀成故障或事故是十分必要的?，F(xiàn)時(shí)這 類大型設(shè)備進(jìn)行連續(xù)的振動(dòng)檢測(cè)，大多采用彈簧裝置切割磁力線的方式進(jìn)行，它 的缺點(diǎn)是彈簧易疲勞，使用壽命短， 一般只有一年左右；二是信號(hào)誤差較大，信 號(hào)穩(wěn)定性較差；三是振動(dòng)檢測(cè)信號(hào)采用mV信號(hào)，信號(hào)衰減和受環(huán)境干擾大。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種對(duì)各種設(shè)備特別是大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備振動(dòng) 狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確、壽命長(zhǎng)的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用振動(dòng)壓電加速度傳感器作為振動(dòng)檢測(cè)元件，一 體化的直接安裝在被測(cè)設(shè)備上，將檢測(cè)出來(lái)的壓電信號(hào)進(jìn)行電荷放大、有源濾波、 有源積分、真有效值檢波，而獲得與振動(dòng)速度成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。本發(fā)明的原 理框圖如圖l所示，振動(dòng)壓電加速度傳感器的輸出依次串接電荷放大電路、伊、分 電路、有源濾波電路、真有效值檢波電路，電源經(jīng)電源保護(hù)電路與真有效值檢波電 路輸出共同接恒流源變換電路，恒流源變換電路接輸出保護(hù)電路后，輸出與振動(dòng) 速度成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。振動(dòng)壓電加速度傳感器的輸出信號(hào)，經(jīng)電荷放大電路N1A放大和電壓放大電 路N1B的放大，后經(jīng)積分電路IC1B進(jìn)行積分，再經(jīng)有源濾波電路N2M的濾波,將 干擾信號(hào)濾除并由放大電路IC1C放大，輸出由兩級(jí)真有效值檢波電路IC3A和 IC3B進(jìn)行真有效值檢波，兩級(jí)真有效值檢波電路各有輸出與搌動(dòng)速度(有效值)成
正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。為了進(jìn)一步提高抗干擾能力，輸出平穩(wěn)信號(hào)，兩路真有效值檢波輸出最后可分別再經(jīng)ic3C電路的放大、N102輸出電路輸出，并再經(jīng)一級(jí)放大電路接IC電路， 該IC電路有電源保護(hù)電路、恒流源變換電路和輸出保護(hù)電路。其中電荷放大電路N1A、電壓放大電路N1B、放大電路IC1C、放大電路1C3C、 放大電路均采用運(yùn)算放大器；有源濾波電路N2AA釆用運(yùn)算放大器濾波電路；積 分電路IC1B采用運(yùn)算放大器積分電路；真有效值檢波電路IC3A和IC3B釆用運(yùn)算 放大器檢波電路；N102輸出電路釆用電壓真有效值電路；IC功率放大電路采用電 壓電流轉(zhuǎn)換電路。本實(shí)用新型利用振動(dòng)壓電加速度傳感器的高靈敏度，將振動(dòng)信號(hào)測(cè)出，加以 放大，濾除正常振動(dòng)信號(hào)和干擾信號(hào)，擇出有用的異常振動(dòng)信號(hào)于以積分，檢出 真有效值并予放大，即可輸出與振動(dòng)速度成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。再傳輸給振動(dòng) 顯示器、PLC及計(jì)算機(jī),可用于電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)及大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械等設(shè)備的 在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)、振動(dòng)趨勢(shì)分析和控制。連接與安裝方式可按集中或群布方式，直 接安裝在被測(cè)設(shè)備上。本實(shí)用新型采用信號(hào)變送裝置與振動(dòng)壓電加速度傳感器一體化的形式，減少 聯(lián)接環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)運(yùn)行更可靠。本振動(dòng)信號(hào)變送器在電源系統(tǒng)中采用了電源保護(hù) 電路(包括電源反接保護(hù))，在10Hz-lKHz振動(dòng)頻率范圍內(nèi)輸出平穩(wěn)信號(hào)，且信號(hào) 經(jīng)過(guò)一系列預(yù)處理后，抗干擾能力顯著提高。如再加上防爆措施，該變送器的應(yīng)用 領(lǐng)域可進(jìn)一步拓展。本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)合理，裝置緊湊，輸出信號(hào)穩(wěn)定,檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠， 經(jīng)得起工作環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間考驗(yàn)，操作使用簡(jiǎn)便。


圖1設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器原理框圖 圖2設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器電路圖具體實(shí)施方式
的說(shuō)i、本例是一實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，i構(gòu)成如圖i所示、，電路;口圖2所示。其中振動(dòng)壓電加速度傳感I^選SEN;電荷放大電路是由運(yùn)放LF353組成的兩級(jí)放大電路；有源 錄波電路是由運(yùn)放TL064構(gòu)成的有源濾波及由運(yùn)放TL064構(gòu)成的放大級(jí)組成；有
源積分電路是由運(yùn)放TL064構(gòu)成的；真有效值檢波電路是由兩級(jí)運(yùn)放TL064構(gòu)成 的兩級(jí)真有效值檢波電路，每一級(jí)都有輸出；輸出電路由一級(jí)TL064構(gòu)成的放大 級(jí)、 一級(jí)A'D536構(gòu)成的輸出電路級(jí)、 一級(jí)TL071構(gòu)成的放大級(jí)、 一級(jí)XTR110構(gòu)成 的電源保護(hù)電路、恒流源變換電路和輸出保護(hù)電路。
按上述電路構(gòu)成，將麵組裝在圓形線路板上，并裝入底座上,蓋上外殼，固定在 被測(cè)設(shè)備上,將電源線、4r出線引出，分別連接至電源和顯示設(shè)備即可。
本實(shí)驗(yàn)樣機(jī)安裝在分公司農(nóng)安站10臺(tái)YK 2000KW電機(jī)和10臺(tái)KSY2850輸油 泵的轉(zhuǎn)軸處，經(jīng)上千小時(shí)的試驗(yàn)，證明本機(jī)電路設(shè)計(jì)合理，輸出信號(hào)穩(wěn)定,檢測(cè)結(jié) 果準(zhǔn)確、可靠,經(jīng)得起工作環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間考驗(yàn),操作使用簡(jiǎn)便。
權(quán)利要求1.一種對(duì)機(jī)械旋轉(zhuǎn)設(shè)備、壓縮設(shè)備、電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)量檢測(cè)的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是采用振動(dòng)壓電加速度傳感器作為振動(dòng)檢測(cè)元件，一體化的直接安裝在被測(cè)設(shè)備上，振動(dòng)壓電加速度傳感器的輸出依次串接電荷放大電路、有源濾波電路、有源積分電路、真有效值檢波電路，由真有效值檢波電路輸出與振動(dòng)速度成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)；振動(dòng)壓電加速度傳感器的輸出信號(hào)，經(jīng)電荷放大電路N1A放大和電壓放大電路N1B的放大，后經(jīng)積分電路IC1B進(jìn)行積分，再經(jīng)有源濾波電路N2AA的濾波，將干擾信號(hào)濾除并由放大電路IC1C放大，并有一路輸出由兩級(jí)真有效值檢波電路IC3A和IC3B進(jìn)行真有效值檢波，兩級(jí)真有效值檢波電路各有輸出與振動(dòng)速度成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是真有效值檢波輸出 最后可分別再接放大電路、輸出電路輸出，并再經(jīng)一級(jí)放大電路接IC電路,該IC 電路有電源保護(hù)電路、恒流源變換電路和輸出保護(hù)電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是所述電荷放大電 路N1A、電壓放大電路N1B、放大電路IC1C、放大電路IC3C、放大電路均采用運(yùn)算放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是所述有源濾波電 路N2AA采用運(yùn)算放大器濾波電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是所述積分電路 IC1B釆用運(yùn)算放大器積分電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是所述真有效值檢 波電路IC3A和IC3B釆用運(yùn)算放大器檢波電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是所述N102輸出電 路采用電壓真有效值電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器，其特征是所述IC功率放大 電路釆用電壓電流轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要本實(shí)用新型是對(duì)機(jī)械旋轉(zhuǎn)設(shè)備、壓縮設(shè)備、電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)振動(dòng)量檢測(cè)的設(shè)備振動(dòng)信號(hào)變送器。涉及機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量及管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是振動(dòng)壓電加速度傳感器的輸出依次串接電荷放大電路、有源濾波電路、有源積分電路、真有效值檢波電路，由真有效值檢波電路輸出與振動(dòng)速度成正比的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)；振動(dòng)壓電加速度傳感器的輸出信號(hào)，經(jīng)電荷放大電路N1A放大和電壓放大電路N1B的放大，后經(jīng)有源濾波電路N2AA的濾波，并由放大電路IC1C放大，再經(jīng)有源積分電路IC1B進(jìn)行積分并有一路輸出，由兩級(jí)真有效值檢波電路IC3A和IC3B進(jìn)行真有效值檢波。本實(shí)用新型電路設(shè)計(jì)合理，輸出信號(hào)穩(wěn)定，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，經(jīng)得起工作環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間考驗(yàn)，操作使用簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01H11/08GK201016802SQ200720103689
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日
發(fā)明者劉金波, 呂偉力, 宮連峰, 毅 徐, 俐 郝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司