一種采用WiFi通訊技術的無線振動傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械振動信號的獲取、采集與傳輸技術領域，具體涉及一種采用WiFi通訊技術的無線振動傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著傳感器技術、通訊技術、數(shù)據(jù)處理技術以及專家系統(tǒng)的不斷發(fā)展和成熟，旋轉機械振動監(jiān)測與故障診斷技術也得到了飛速的發(fā)展和進步，已經(jīng)成為旋轉機械狀態(tài)分析的一個重要技術手段。目前，針對旋轉機械的本體、電機、軸承及其齒輪箱等部件常見的振動故障，有著較為系統(tǒng)和完善的診斷方法，借助振動診斷技術，可以提高這些旋轉設備的可靠性和可用度，對設備或機組的安全和經(jīng)濟運行起到非常重要的作用。
[0003]旋轉機械振動監(jiān)測與故障診斷首要條件是獲取被監(jiān)測設備的振動信號，也就是如何使用敏感原件將設備的振動反應出來，并轉換成后續(xù)可以處理的電信號，最終轉換成可以在計算機上處理的數(shù)字信號。出于建設成本控制考慮和技術成熟度等原因，早期的旋轉機械上振動傳感器一般安裝較少，有些大型旋轉機械在出廠時已經(jīng)安裝了振動傳感器，而絕大多數(shù)輔助設備上都沒有安裝振動傳感器。對于這些輔機實施振動狀態(tài)監(jiān)測，目前普遍采用的是使用專用振動檢測儀器定期檢測與分析的方式。專用振動檢測儀器、配套有線振動傳感器，在振動測量時，使用磁座或其他安裝方式將振動傳感器臨時固定在被測設備的表面，設備的振動經(jīng)過振動傳感器感知，被轉換成電信號，再通過連接信號線傳輸?shù)秸駝訖z測儀器中，經(jīng)模/數(shù)轉換電路，變成數(shù)字信號，然后在振動檢測儀上進行振動分析或者將采集到的振動波形數(shù)據(jù)臨時存儲在振動檢測儀上，最后再傳輸?shù)接嬎銠C中，做進一步的處理或分析。這種振動檢測方式在不增加投資的情況下擴大了振動分析技術所涵蓋設備的范圍，但缺乏靈活性。如，測量振動信號的位置受傳感器電纜長度、測量人員位置等條件限制；傳感器信號電纜過長，會導致傳感器頭部受力增加，影響其與設備表面的貼合度，進而影響振動信號的準確性；如果只是臨時增加某設備的振動監(jiān)測頻率，則必須通過人員頻繁到現(xiàn)場測量實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種采用WiFi通訊技術的無線振動傳感器，該傳感器整體重量滿足不影響傳感器頻率響應的要求，最終向外界傳輸出振動信號的數(shù)字信號，配合具有WiFi通訊功能的手持設備，遵循約定的信號處理規(guī)約，即可實現(xiàn)振動信號的無線傳輸。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種采用WiFi通訊技術的無線振動傳感器，所述無線振動傳感器固定在被測設備表面，包括布置在整個傳感器內底部的將振動信號轉換成電信號的敏感原件1，與敏感原件I連接的將敏感原件I傳輸來的電信號轉換成數(shù)字信號的A/D轉換單元2，與A/D轉換單元2通過數(shù)據(jù)與控制總線10雙向通訊連接的中央處理單元3，與中央處理單元3通過數(shù)據(jù)與控制總線1雙向通訊連接的采用WiFi通訊技術的通訊模塊4，與通訊模塊4連接的WiFi天線6，還包括與中央處理單元3通過數(shù)據(jù)與控制總線10連接的電源管理模塊5，電源管理模塊5通過供電線路與所述敏感原件I和A/D轉換單元2連接。
[0007]所述無線振動傳感器采用磁座的安裝方式直接吸附在被測設備表面或采用螺絲剛性連接安裝的方式固定在被測設備響應的振動測量位置上。
[0008]所述WiFi天線6布置在滿足IP65需求的IP65外殼8中。
[0009]所述WiFi天線6沿IP65外殼8的內部環(huán)形布置。
[0010]所述IP65外殼8的形狀為圓柱體。
[0011 ] 所述敏感原件I采用ICP敏感原件。
[0012]本實用新型主要針對旋轉機械振動監(jiān)測與分析診斷技術的特點，與現(xiàn)有技術的核心區(qū)別主要有:
[0013](I)本實用新型安裝便捷。對于臨時測量，可采用磁座的安裝方式，直接吸附在被測設備表面，不受傳感器信號電纜的長度限制，就不會發(fā)生由于信號電纜的晃動造成振動傳感器與設備表面解除不牢、影響振動信號準確度的現(xiàn)象；對于長期測量，可采用通過螺絲剛性連接安裝的方式固定在被測設備響應的振動測量位置上。
[0014](2)本實用新型提高了設備振動監(jiān)測與分析的靈活性。按需安裝臨時測量，通過WiFi實現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)傳輸，這時的使用方式與有線振動傳感器相似，只不過沒有與數(shù)據(jù)采集終端相連的信號電纜；臨時加強對某設備的振動測量時，可以根據(jù)測量或監(jiān)測要求固定安裝，巡檢人員定期使用手持數(shù)據(jù)采集終端采集振動數(shù)據(jù)，降低了人員勞動強度，提高了測量效率；如果需要更加長期監(jiān)測，可以將本實用新型的傳感器固定安裝，并根據(jù)現(xiàn)場情況進行組網(wǎng)，在不需要長期監(jiān)測時，再拆下來，用到需要的地方。
[0015](3)本實用新型在數(shù)據(jù)傳輸方面具有天然的普適性和靈活性。區(qū)別于目前已有的采用ZigBee無線通訊的傳感器，本實用新型采用通用的WiFi通訊模式，不必專門組網(wǎng)，如果工業(yè)現(xiàn)場有WiFi熱點，可直接接入工業(yè)現(xiàn)場的WiFi網(wǎng)絡，作為一個振動采集結點直接向網(wǎng)絡內的服務器發(fā)送振動信號采集數(shù)據(jù)；如果工業(yè)現(xiàn)場沒有WiFi熱點，可以采用點對點的WiFi方式，直接向手持或固定的數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送振動信號采集數(shù)據(jù)。
[0016](4)本實用新型對振動信號的采集與處理做了高度集成。本實用新型將振動信號的感知、傳輸、處理、采集、加工、打包等這些原本分散的信號處理環(huán)節(jié)及其相應的處理元都集成在傳感器內完成，這些環(huán)節(jié)一一傳感器(感知振動并轉換成電信號)、信號電纜(從傳感器向后續(xù)單元傳輸電信號)、前置器(對電信號做模擬濾波、放大等預處理)、模/數(shù)轉換單元(將電信號轉換成數(shù)字信號)、中央處理單元(各單元的協(xié)調)以及通訊單元(傳輸數(shù)字信號)一一已經(jīng)發(fā)展得比較成熟、并已有成熟的產品和應用，本實用新型的高集成度大大縮小了振動信號采集系統(tǒng)的體積，擴大了振動監(jiān)測與分析技術的應用范圍。
[0017](5)本實用新型對后續(xù)數(shù)據(jù)采集終端的硬件配置要求較低。由于本實用新型輸出的已經(jīng)是振動波形的數(shù)字信號，后續(xù)的采集終端的功能實際僅僅是遵循公開的通訊規(guī)約，獲取本實用新型發(fā)出的信號而已，將后續(xù)的采集稱為接收終端更為恰當。因此，通訊終端無論是采用智能手機、平板電腦或者筆記本電腦，只要具有WiFi功能，就可以通過運行相應的采集軟件獲得振動信號的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)需求做進一步的分析，或者通過相應的配置軟件對傳感器的頻響參數(shù)、是否實施模擬積分、是否實施數(shù)字積分、采樣頻率、采樣長度、傳感器ID、IP地址、休眠喚醒等進行控制。
[0018](6)本實用新型所采用的WiFi通訊技術的規(guī)約為公開的。目前市場上