專利名稱：遠程無線振動監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動監(jiān)測裝置，特別涉及一種遠程無線振動監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
目前在電廠、水泥廠、鋼廠、礦山以及沿海碼頭等很多行業(yè)長期運行的機械設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)不平衡、不對中等機械故障，嚴重時還可能會造成整個設(shè)備的中斷停車，甚至可能導(dǎo)致人身事故。傳統(tǒng)監(jiān)測方法就是依靠檢修人員精心的維護以及現(xiàn)場工作經(jīng)驗、觀察發(fā)現(xiàn)。精心的維護可以很好的提高機械產(chǎn)品的使用壽命，但是卻不能有效避免故障的發(fā)生；所有機械設(shè)備故障的前兆一般就是運動設(shè)備的異常振動，通過對振動的監(jiān)測可有效的預(yù)知故障的出現(xiàn)；一旦發(fā)現(xiàn)隱患，就可以隨時進行檢查，防止故障擴大化，提前消除事故隱患。傳統(tǒng)的振動監(jiān)測方法主要是手持式振動巡檢儀，即人為通過手持式振動巡檢儀監(jiān)測每個點的振動參數(shù)。這種方式的缺點在于需要投入很大的人力，對于現(xiàn)場工作環(huán)境比較惡劣的地方，操作人員的身心健康受到很大的影響，這種方式不能自動進行數(shù)據(jù)的儲存， 也無法實現(xiàn)實時的遠程監(jiān)測；其實施操作難度大、勞動強度高、生產(chǎn)效率很低，不能滿足市場發(fā)展的需求。因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，實用效果顯著的遠程無線振動監(jiān)測裝置，成為該領(lǐng)域技術(shù)人員急待著手解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，為遠距離機械設(shè)備的振動監(jiān)測提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便，且干擾小，傳輸遠，性能可靠，實時監(jiān)測的遠程無線振動監(jiān)測
直ο為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種遠程無線振動監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置包括振動信號采集模塊及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述振動信號采集模塊通過數(shù)字總線與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；所述振動信號采集模塊包含一高精度振動傳感器；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電源管理單元、無線發(fā)射天線、無線收發(fā)單元及微處理器單元，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊內(nèi)部的微處理器單元和無線收發(fā)單元之間設(shè)有連接串口。本發(fā)明的有益效果是所述振動信號采集模塊為高精度數(shù)字式振動傳感器，技術(shù)先進，使用方便，性能準確可靠；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過無線的方式傳輸振動信號，安裝方便，安全可靠。所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊包含兩種工作模式，一是正常工作模式，二是休眠模式。在正常工作模式下，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采集振動信號并進行無線數(shù)據(jù)傳輸；在休眠工作模式下，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊即不采集振動信號，也不進行無線數(shù)據(jù)傳輸，從而降低遠程無線振動監(jiān)測裝置的耗電量。以上兩種工作模式，通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊內(nèi)部的電源管理單元實現(xiàn)，使得遠程無線振動監(jiān)測裝置可以支持電池供電，工作時間可在一年以上?？傊浣Y(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，操作簡便；干擾小，傳輸遠，能耗低，性能準確可靠； 應(yīng)用效果非常顯著，且適于大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)連接方框圖； 圖中
1振動信號采集模塊； 2振動傳感器； 3數(shù)字總線； 4無線數(shù)據(jù)傳輸模塊； 5電源管理單元； 6無線發(fā)射天線； 7無線收發(fā)單元； 8微處理器單元； 9連接串口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征詳述如下
如圖1所示，一種遠程無線振動監(jiān)測裝置，該裝置包括振動信號采集模塊1及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4，所述振動信號采集模塊1通過數(shù)字總線3與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4連接；所述振動信號采集模塊1即為高精度振動傳感器2 ；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4包括電源管理單元 5、無線發(fā)射天線6、無線收發(fā)單元7及微處理器單元8 ；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4內(nèi)部的微處理器單元8和無線收發(fā)單元7之間設(shè)有連接串口 9。本發(fā)明中的振動信號采集模塊1通過數(shù)字總線3與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4連接。該裝置中振動信號采集模塊1包含一高精度振動傳感器2，可采集監(jiān)測點的加速度、速度和位移三個振動監(jiān)測值，并向無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4傳輸這些監(jiān)測值。實際應(yīng)用中， 在振動信號采集模塊1內(nèi)還需要包含其它一些輔助性的原材料，如焊接的導(dǎo)線和密封膠等，但這些均屬于工藝方面的設(shè)計，而非原理方面的設(shè)計。所述振動信號采集模塊1與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4間采用數(shù)字總線3進行連接通信。無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4內(nèi)部的微處理器單元8，通過數(shù)字總線3控制振動信號采集模塊4 內(nèi)的振動傳感器2，對振動信號進行采集，然后將采集到的振動數(shù)據(jù)通過連接串口 9的形式傳輸給無線收發(fā)單元7，無線收發(fā)單元7以無線發(fā)射天線6的方式向外傳輸；電源管理單元 5—方面為無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4供電，另一方面通過與振動信號采集模塊1連接的總線為振動信號采集模塊1供電。所述振動信號采集模塊1中采用的振動傳感器2型號為ADXL345高精度數(shù)字式振動傳感器，該振動傳感器2可以提供振動測量范圍為士2g，士4g，士8g，士 16g，振動分辨率最高可達13位，頻率范圍0 3. 2kHz。工作電壓1. 8 3. 6V，具有低功耗模式，適合電池供電；工作溫度范圍-40°C +85°C。振動信號采集模塊4的安裝可采用磁性吸座安裝方法、螺紋安裝方法和安裝夾具的安裝方法(1)磁性吸座安裝方法，如果被測物體是鋼結(jié)構(gòu)，可用磁性吸座或者安裝夾具的安裝方法安裝振動探頭。(2)對于非鋼結(jié)構(gòu)或表面不平坦的被測物體，可在被測物體表面鉆螺紋孔。該裝置中無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4，集采集、運算、發(fā)送功能于一體，包含微處理器單元 8、無線收發(fā)單元7和電源管理單元。微處理器單元8可采用TI美國德州儀器公司的CC2530無線芯片，該芯片內(nèi)部集成有高性能8051微控制器內(nèi)核和豐富的片上外設(shè)，如UART串口通信模塊、定時器模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，以及最多17個數(shù)字/模擬IO 口等；可以很方便地控制振動信號采集模塊進行振動信號的采集。實際應(yīng)用中，該芯片內(nèi)部集成有2. 4G無線收發(fā)器，通常按照芯片使用手冊的設(shè)計要求，即可實現(xiàn)無線收發(fā)單元的功能。使得微處理器單元8和無線收發(fā)單元7之間的連接變得非常簡單。另外，該芯片具備低功耗工作模式，滿足遠程無線振動監(jiān)測裝置的低功耗要求。微處理器單元8控制振動信號采集模塊1對振動信號進行采集，將采集到的振動數(shù)據(jù)通過連接串口 9的形式傳輸給無線收發(fā)單元7，無線收發(fā)單元7通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，傳送至上一級無線接收設(shè)備。在Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可包含有多個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 4，且多個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4間可以相互通信。無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4為全自動發(fā)送數(shù)據(jù)， 無須人工看守；發(fā)送周期可根據(jù)要求隨意設(shè)置。本裝置中無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4內(nèi)置的電源管理單元5，對振動信號采集模塊1和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4的供電進行管理。在正常工作模式下，為振動信號采集模塊1和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4提供充足的電源；在休眠模式下，降低振動信號采集模塊1和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊4的耗電，實現(xiàn)整個裝置的低功耗運行，保證電池的長時間的供電。上述參照實施例對該遠程無線振動監(jiān)測裝置進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的；因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種遠程無線振動監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置包括振動信號采集模塊及無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述振動信號采集模塊通過數(shù)字總線與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊連接；所述振動信號采集模塊包含一高精度振動傳感器；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊包括電源管理單元、無線發(fā)射天線、無線收發(fā)單元及微處理器單元，所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊內(nèi)部的微處理器單元和無線收發(fā)單元之間設(shè)有連接串口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程無線振動監(jiān)測裝置，其特征在于所述高精度振動傳感器型號為ADXL345。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠程無線振動監(jiān)測裝置，其特征在于所述微處理器單元采用型號為CC2530的無線芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遠程無線振動監(jiān)測裝置，該裝置包括振動信號采集模塊和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述振動信號采集模塊與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊間采用數(shù)字總線進行連接通信。所述振動信號采集模塊包含一高精度數(shù)字式振動傳感器；所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊內(nèi)部設(shè)有微處理器單元、無線收發(fā)單元和電源管理單元。無線數(shù)據(jù)傳輸模塊內(nèi)部的微處理器單元，通過總線通信的方式控制高精度數(shù)字式振動傳感器，對振動信號進行采集；再將采集到的振動數(shù)據(jù)通過連接串口的形式傳輸給無線收發(fā)單元，無線收發(fā)單元以無線的方式向外傳輸。所述振動信號采集模塊中的高精度數(shù)字式振動傳感器，通過無線方式傳輸振動信號。其性能可靠，操作安裝簡便，可用電池供電，能耗低，效果顯著。
文檔編號G01H17/00GK102435302SQ20111028807
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉守寧, 楊欣, 郭春香 申請人:天津成科自動化工程技術(shù)有限公司