一種無線振動傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種智能無線振動傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]無線振動傳感器在設(shè)備的狀態(tài)檢測和故障診斷領(lǐng)域中應用很廣，利用振動傳感器檢測特定設(shè)備的振動信號、利用后續(xù)電路對信號進行濾波、A\D轉(zhuǎn)換等處理，經(jīng)由控制芯片以及無線射頻發(fā)射芯片將信號傳出至上位機中，在上位機中利用時域分析、頻域分析或時頻域分析將振動信號中的特征信息提取出來，完成對設(shè)備的診斷工作。
[0003]隨著對生產(chǎn)設(shè)備狀況監(jiān)測的需求越來越高，出現(xiàn)了對生產(chǎn)設(shè)備的某一部件狀態(tài)進行精密、持續(xù)性監(jiān)測的要求，例如旋轉(zhuǎn)的部件，或是可移動的部件。而大多數(shù)情況下，這些部件的體積都較小，若利用手持式有線振動測量裝置，可滿足傳感器的安裝要求，但在利用手持式裝置測量過程中傳感器信號輸出線及電源線會發(fā)生纏繞造成危險導致無法測量，而且定時的測量又過于耗費人力。現(xiàn)有的無線傳感器大多體積過大，無法滿足安裝在旋轉(zhuǎn)或可移動的部件上的要求。
[0004]現(xiàn)有的傳感器大多將信號傳輸至上位機中進行分析，無法做到在傳感器中直接進行分析采集到的振動信號。
[0005]隨著MEMS技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的技術(shù)可以將傳感器、信號處理電路以及控制電路等制作得小型化、高性能化、智能化。
[0006]如公布號為CN103231630A的實用新型專利公開了一種名為“微型智能傳感器”的實用新型創(chuàng)造，該傳感器包括殼體、電路板以及與電路板層疊設(shè)置的電池?？捎行p小無線傳感器的體積。
[0007]現(xiàn)有的無線振動傳感器大多具備以上所述的測量、信號無線傳輸?shù)墓δ堋Ｈ欢?，現(xiàn)有的無線振動傳感器由于體積過大、或為了小體積而犧牲性能。例如晶明科技生產(chǎn)的JM5843無線加速度測試系統(tǒng)，體積偏小，為60 (長)*46 (寬)*38 (高)，測量帶寬為0-500HZ。但仍不滿足安裝在可移動設(shè)備上、高帶寬高頻率測量的要求?，F(xiàn)今缺少一種小體積、高性能、智能化、可以安裝在可以旋轉(zhuǎn)的設(shè)備上在密封條件下對運動設(shè)備進行測量的無線傳感器。
[0008]為了減小無線傳感器的體積，需要減小各個元器件的體積。通過對元器件性能、體積的選取、合理的設(shè)計電路、布線以及加裝DSP等可實現(xiàn)無線振動傳感器的小型化、高性能化、智能化。
[0009]通過特定的算法對采集到的振動信號數(shù)據(jù)進行處理，通過對信號特征值的分析完成對設(shè)備狀態(tài)的診斷，可直接對上位機輸出被測裝置的狀態(tài)。
[0010]現(xiàn)有的高帶寬、高測量范圍的振動測量設(shè)備大多是傳感器、信號線和檢測設(shè)備相結(jié)合的方式，無法滿足遠距離傳輸、無線、小體積的要求，而現(xiàn)有的測量設(shè)備把信號分析的功能全部交給上位機，無法做到在無線傳感器中直接對信號進行分析得出結(jié)論。【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)檢測無法貼近故障源的不足，提供一種體積小、高頻高帶寬可以安裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上、可獨立完成監(jiān)測工作的無線振動傳感器。
[0012]—種無線振動傳感器，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的電源管理單元、DSP數(shù)據(jù)采集單元、無線傳輸單元、雙單元集成電路板、天線，雙單元集成電路板包括MEMS加速度傳感器和信號處理單元，各單元采用層疊放置，雙單元集成電路板設(shè)置于靠近測量物體表面一層，DSP數(shù)據(jù)采集單元設(shè)置于雙單元集成電路板上一層，無線傳輸單元設(shè)置于第三層，伸出天線至殼體外，電源管理單元設(shè)置于最遠離測量物體表面的一層，所述的信號處理單元、DSP數(shù)據(jù)采集單元、無線傳輸單元均與電源管理單元相連接。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，所述殼體采用螺釘連接或磁吸盤的方式與被測物體相連接；或在底部安裝與被測物體弧度相對應的連接件后再利用粘接與被測物體相連。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述的信號處理單元包括運算放大電路以及16位AD轉(zhuǎn)換芯片，所述信號處理單元將MEMS加速度傳感器產(chǎn)生的電信號進行放大、濾波，經(jīng)由16位AD轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出；所述DSP數(shù)據(jù)采集單元包括一個數(shù)字信號處理芯片以及相關(guān)電路，計算數(shù)字信號的平均值、均方值、峰值、歪度、峭度，或?qū)?shù)字信號進行FFT變換，提取特征值，與正常的特征值進行比對，判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，隨后將設(shè)備的運行狀態(tài)發(fā)給無線傳輸單元，或直接將采集到的振動數(shù)字信號傳輸給無線傳輸單元；所述的無線傳輸單元將設(shè)備運行狀態(tài)或振動的數(shù)字信號用無線傳輸模塊輸出至上位機。
[0015]作為本實用新型的進一步改進，所述的MEMS加速度傳感器采用ADXL001
[0016]作為本實用新型的進一步改進，所述的信號處理單元采用AD8606運算放大器以及AD7916模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC。
[0017]作為本實用新型的進一步改進，所述的DSP數(shù)據(jù)采集單元采用TMS320F2812。
[0018]作為本實用新型的進一步改進，所述的無線傳輸單元采用ZigBee傳輸技術(shù)，或者是Wifi傳輸技術(shù)。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]體積小:采用小體積的MEMS加速度傳感器，利用層疊放置將電路安裝在裝置內(nèi)，有效減小了裝置體積。本裝置不會在旋轉(zhuǎn)測量的過程中與其他裝置發(fā)生干擾碰撞。
[0021]噪聲低:選用低功耗的處理芯片，采用并設(shè)計電源管理電路，裝置不工作時保持待機狀態(tài)。
[0022]數(shù)量可擴展:由于本裝置體積小，可以分布放在多個旋轉(zhuǎn)設(shè)備上進行測量，構(gòu)建成為一個無線傳感器網(wǎng)絡，更系統(tǒng)的檢測設(shè)備的運行狀態(tài)。
[0023]智能化:可在傳感器內(nèi)部直接對采集到的振動信號進行分析處理，得出被測設(shè)備的狀態(tài)結(jié)論，一旦發(fā)現(xiàn)故障會立即報警，節(jié)省了在上位機中分析時間。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型無線振動傳感器實例示意圖；
[0025]圖2是本實用新型無線振動傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中各部件名稱如下:
[0027]無線傳感器裝置100、連接件200、軸300、殼蓋101、電源管理單元102、DSP數(shù)據(jù)采集單元103、殼身104、無線傳輸單元105、雙單元集成電路板106、天線107。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0029]本實用新型設(shè)計一款擁有小體積、高性能、可粘接在運動設(shè)備上隨之轉(zhuǎn)動、穩(wěn)定性好的無線振動檢測裝置，而且本實用新型可在傳感器內(nèi)部對采集到的振動信號進行處理與分析，完成對設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測或故障檢測。
[0030]如圖1所示，所述的新型傳感器底部用螺紋連接與連接件200相連，連接件用膠粘的方式與軸300形成面接觸。
[0031]如圖2所示，一種小型高性能無線振動傳感器，所述的新型小體積無線振動傳感裝置包括一個MEMS加速度傳感器，電源管理單元102，信號處理單元，DSP數(shù)據(jù)采集單元103、無線傳輸單元105以及殼體。
[0032]所述的小型高性能無線振動傳感器內(nèi)部各單元采用層疊放置，MEMS加速度傳感器、信號處理單元雙單元集成電路板106放置于靠近測量物體表面一層，DSP數(shù)據(jù)采集單元103安裝于雙單元集成電路上一層，無線傳輸單元105安裝于第三層，伸出天線至殼體外，電