屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的制作方法
【專利摘要】屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，包括中央處理器和外圍電路，軸承徑向、軸向磨損、溫度、電機(jī)的相序信號經(jīng)過中央處理器的處理，通過顯示電路顯示，中央處理器對對數(shù)據(jù)進(jìn)行累積效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出接近實(shí)際的數(shù)值，這個數(shù)值與設(shè)定的上、下限數(shù)值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對報(bào)警的判斷功能。本實(shí)用新型的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，能夠?qū)崿F(xiàn)軸承的軸向、徑向磨損、溫度監(jiān)測、壓力監(jiān)測、電源相序變化或缺相監(jiān)測報(bào)警，可根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)有效地對屏蔽電泵的故障進(jìn)行預(yù)測，避免了因?yàn)楣收贤C(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時還能預(yù)測出設(shè)備什么時候需要的進(jìn)行維修；免除人員在現(xiàn)場作業(yè)，大大降低運(yùn)行成本，多種數(shù)據(jù)集中采集，降低儀表投入成本和提高可靠性，保存數(shù)據(jù)有利于分析故障原因。
【專利說明】屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種用于屏蔽電泵的信號監(jiān)測儀器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，屏蔽電泵行業(yè)內(nèi)沒有全面監(jiān)測儀表來應(yīng)對復(fù)雜的信號采集和監(jiān)測?，F(xiàn)有的屏蔽泵的監(jiān)測儀表(TRG)功能單一，一種是只能測徑向信號和三相的相序信號，而且是指針指示，不能測溫、不能測軸向磨損量、不能測壓力、不能保存測量數(shù)據(jù)、不能采用LED顯示，而且經(jīng)常是受到電磁干擾導(dǎo)致儀表失靈、指示不準(zhǔn)。另一種現(xiàn)有的軸向位移監(jiān)控裝置可以檢測出軸向位移的變化量，不能測徑向信號，不能測溫、不能測壓力，不能保存測量數(shù)據(jù)。
[0003]并且，當(dāng)軸承磨損到需要更換的程度時，需要操作人員到機(jī)器現(xiàn)場讀數(shù)，根據(jù)指示值分析判斷，然后采取相應(yīng)措施處理，現(xiàn)場環(huán)境條件往往惡劣，給操作帶來不便，而且人員需要定期巡視，增加運(yùn)行成本；同時，現(xiàn)有的屏蔽泵的監(jiān)測儀表沒有數(shù)據(jù)長期記錄保存?zhèn)洳楣δ?，不能追索調(diào)研故障發(fā)生時屏蔽泵的運(yùn)行狀況，不能對設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)測，不能對設(shè)備的維修進(jìn)行合理的調(diào)度，造成設(shè)備不必要的損壞和不能及時維修的問題，降低了工作效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了克服傳統(tǒng)屏蔽電泵監(jiān)測儀器存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)對信號進(jìn)行全面監(jiān)測和故障預(yù)測的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，包括中央處理器、徑向檢測電路和軸向檢測電路，安裝于屏蔽電泵定子3線圈上的徑向磨損傳感器10和安裝于泵體I后端蓋上的軸向磨損傳感器9將輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路連接徑向檢測電路和軸向檢測電路,徑向檢測電路和軸向檢測電路連接中央處理模塊的中央處理器。
[0006]還包括顯示電路，顯示電路由LED組成，顯示電路與中央處理器連接。
[0007]還包括溫度檢測電路，安裝于屏蔽電泵定子3繞組端部的溫度傳感器11的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路連接溫度檢測電路，溫度檢測電路連接中央處理器。
[0008]還包括電機(jī)的相序及缺相檢測電路，相序及缺相檢測電路與中央處理器連接。
[0009]監(jiān)控儀12通過接線盒7安裝于泵體I上，接線盒7底座與定子3聯(lián)通，接線盒7底座上設(shè)有壓力傳感器8。
[0010]還設(shè)有RS485通訊電路，中央處理器通過RS485通訊電路與外部計(jì)算機(jī)連接。
[0011]還設(shè)有紅外傳輸電路，中央處理器通過IrDA無線紅外數(shù)據(jù)傳輸與讀寫器連接。
[0012]還設(shè)有電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路連接中央處理器。
[0013]本實(shí)用新型的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，能夠?qū)崿F(xiàn)軸承的軸向、徑向磨損、溫度監(jiān)測、壓力監(jiān)測、電源相序變化或缺相監(jiān)測報(bào)警；屏蔽電泵運(yùn)行時現(xiàn)場無需人員操作，數(shù)據(jù)可長期記錄保存?zhèn)洳椋贿€可根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)有效地對屏蔽電泵的故障進(jìn)行預(yù)測，避免了因?yàn)楣收贤C(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時還能預(yù)測出設(shè)備什么時候需要的進(jìn)行維修，這樣便于生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備的維修進(jìn)行科學(xué)地調(diào)度。比現(xiàn)有儀表延長使用壽命50%以上，分辨精度高，提供遠(yuǎn)程控制和操作，免除人員在現(xiàn)場作業(yè)，大大降低運(yùn)行成本，多種數(shù)據(jù)集中采集，減少儀表數(shù)量，直接降低儀表投入成本和提高可靠性，保存數(shù)據(jù)有利于分析故障原因，節(jié)省故障判定費(fèi)用、快速形成改進(jìn)方案提高生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀原理圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀與電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和存儲的原理圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀在屏蔽泵上的安裝結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的中央處理電路圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的電源轉(zhuǎn)換電路。
[0019]圖6是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的軸向檢測電路。
[0020]圖7是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的徑向檢測電路。
[0021]圖8是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的溫度檢測電路。
[0022]圖9是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的相序及缺相檢測電路。
[0023]圖10是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的顯示電路。
[0024]圖11是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的顯示界面圖。
[0025]圖12是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的紅外傳輸電路。
[0026]圖13是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀的RS485通訊電路。
[0027]圖14是本實(shí)用新型屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀磨損量預(yù)測的線性分析圖。
[0028]圖中:1、泵體，2、葉輪，3、定子，4、轉(zhuǎn)子，5、軸，6、軸承，7、接線盒，8、壓力傳感器，9、軸向磨損傳感器，10、徑向磨損傳感器，11、溫度傳感器，12、全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，13、信號線纜。

【具體實(shí)施方式】
[0029]本實(shí)用新型的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀原理如圖1所示，核心為中央處理部分，它擔(dān)負(fù)著所有數(shù)據(jù)的處理和所有功能的實(shí)現(xiàn)，由中央處理器(CPU)和外圍相關(guān)電路組成，中央處理器采用ARM芯片，如圖4所示，采集到的的信號通過中央處理器處理之后由顯示部分顯示，中央處理器通過RS485通訊和紅外數(shù)據(jù)通訊與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和存儲，采用IrDA無線紅外數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議與監(jiān)測儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讀取的數(shù)據(jù)保存在讀寫器中，利用USB接口或者無線WiFi將數(shù)據(jù)讀取到電腦中，如圖2所示。
[0030]中央處理器(CPU)的外圍相關(guān)電路包括徑向檢測電路、軸向檢測電路、顯示電路、溫度檢測電路、電機(jī)的相序及缺相檢測電路、RS485通訊電路、紅外傳輸電路和電源轉(zhuǎn)換電路。
[0031]當(dāng)屏蔽電泵軸5端部的軸承6磨損到一定程度時，軸5與軸承6之間產(chǎn)生縫隙，軸5會產(chǎn)生軸向位移，通過軸的位移量可以得到軸承的磨損量，依此原理，可通過安裝于泵體I后端蓋上的軸向磨損傳感器9監(jiān)測軸承的軸向磨損量。可通過在定子內(nèi)腔處安裝壓力傳感器8監(jiān)測定子內(nèi)腔壓力。
[0032]本實(shí)用新型的監(jiān)測儀在在屏蔽泵上的安裝結(jié)構(gòu)如圖3所示，在屏蔽電泵定子3線圈上安裝徑向磨損傳感器10和在泵體I后端蓋上安裝軸向磨損傳感器9，監(jiān)控儀12通過接線盒7安裝于泵體I上，接線盒7底座與定子3聯(lián)通，接線盒7底座上設(shè)有壓力傳感器8，在屏蔽電泵定子3繞組端部安裝溫度傳感器11，徑向磨損傳感器10、軸向磨損傳感器9、壓力傳感器8和溫度傳感器11通過信號線13連接監(jiān)控儀12。
[0033]軸承軸向磨損傳感器9、軸承徑向磨損傳感器10、溫度傳感器11將輸出信號通過A/D轉(zhuǎn)換電路輸送到軸向檢測電路和徑向檢測電路，徑向檢測電路如圖7所示，軸向檢測電路如圖6所示,溫度檢測電路如圖8所示，電機(jī)的相序及缺相檢測電路如圖9所示,顯示電路如圖10所示，顯示電路由LED組成，顯示電路與中央處理器連接，顯示部分采用可靠的LED發(fā)光體來組成的，特點(diǎn)是顯示直觀、耐用可靠；能夠滿足_40°C至+85°C的工業(yè)環(huán)境，壽命長達(dá)20年以上，可以顯示的參數(shù)有軸承徑向、軸向磨損的狀態(tài)，泵的運(yùn)行溫度、電機(jī)的相序、是否缺相(哪一相)指示，顯示界面如圖11所示。軸承徑向、軸向磨損量、泵的運(yùn)行溫度和電機(jī)的相序及缺相信號，其中前三路信號為模擬量信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換通過信號隔離技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)將干擾信號屏蔽，使采集的信號更準(zhǔn)確可靠地反映被測量參量的實(shí)際數(shù)值，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理、分析提供保證。軸承徑向、軸向磨損、泵的運(yùn)行溫度、電機(jī)的相序狀態(tài)信號經(jīng)過CPU的處理成與被測信號強(qiáng)度相對應(yīng)的數(shù)值量，這個數(shù)值的量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)顏色的LED (燈光)顯示效果表現(xiàn)出來。中央處理器通過檢測到的徑向磨損信號、軸向磨損信號、溫度信號、壓力信號對數(shù)值的累積效應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出接近實(shí)際的數(shù)值，這個數(shù)值與設(shè)定的上、下限數(shù)值進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)對報(bào)警的判斷功能。
[0034]中央處理器利用數(shù)學(xué)線性回歸分析(線性最小二乘回歸)對軸承徑向、軸向磨損量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而抽象出數(shù)據(jù)的線性方程，利用線性方程計(jì)算出數(shù)據(jù)的趨勢，在此基礎(chǔ)上計(jì)算出設(shè)備的未來的磨損量，因此實(shí)現(xiàn)了泵故障的預(yù)測功能，如圖14所示。
[0035]中央處理器通過RS485通訊電路(Modbus協(xié)議)與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，用于存儲或分析處理，RS485通訊電路如圖13所示，通過IrDA無線紅外數(shù)據(jù)傳輸與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，無線紅外數(shù)據(jù)傳輸電路如圖12所示，讀取的數(shù)據(jù)保存在讀寫器中，利用USB接口或者無線WiFi將數(shù)據(jù)讀取到電腦中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲。
[0036]電源轉(zhuǎn)換電路如圖5所示，電源轉(zhuǎn)換電路連接中央處理器，采用開關(guān)電源將電機(jī)提供的交流電變成5V的直流工作電源的。
[0037]本實(shí)用新型的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀實(shí)現(xiàn)了軸承的軸向磨損監(jiān)測報(bào)警、軸承徑向磨損監(jiān)測報(bào)警、屏蔽泵關(guān)鍵部位溫度監(jiān)測報(bào)警、屏蔽泵關(guān)鍵部位壓力監(jiān)測報(bào)警、電源相序變化或缺相監(jiān)測報(bào)警、泵運(yùn)行現(xiàn)場無人操作、數(shù)據(jù)長期記錄保存?zhèn)洳椤Ｆ帘坞姳萌?xiàng)智能監(jiān)控儀還有一個顯著的特點(diǎn)是根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)學(xué)回歸算法，能夠有效地對屏蔽電泵的故障進(jìn)行預(yù)測，避免了因?yàn)楣收贤C(jī)造成的經(jīng)濟(jì)損失。同時還能預(yù)測出設(shè)備什么時候需要的進(jìn)行維修，這樣便于生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備的維修進(jìn)行科學(xué)地調(diào)度。屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀除了具有模擬信號的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸出功能，還具有通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸功倉泛。
[0038]本實(shí)用新型是通過實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以對這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，本實(shí)用新型不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:包括中央處理器、徑向檢測電路和軸向檢測電路，安裝于屏蔽電泵定子(3)線圈上的徑向磨損傳感器(10)和安裝于泵體(I)后端蓋上的軸向磨損傳感器(9)將輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路連接徑向檢測電路和軸向檢測電路，徑向檢測電路和軸向檢測電路連接中央處理模塊的中央處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:還包括顯示電路，顯示電路由LED組成，顯示電路與中央處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:還包括溫度檢測電路，安裝于屏蔽電泵定子(3 )繞組端部的溫度傳感器(11)的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路連接溫度檢測電路，溫度檢測電路連接中央處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:還包括電機(jī)的相序及缺相檢測電路，相序及缺相檢測電路與中央處理器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:監(jiān)控儀(12)通過接線盒(7)安裝于泵體(I)上，接線盒(7)底座與定子(3)聯(lián)通，接線盒(7)底座上設(shè)有壓力傳感器(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:還設(shè)有RS485通訊電路，中央處理器通過RS485通訊電路與外部計(jì)算機(jī)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:還設(shè)有紅外傳輸電路，中央處理器通過IrDA無線紅外數(shù)據(jù)傳輸與讀寫器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的屏蔽電泵全項(xiàng)智能監(jiān)控儀，其特征在于:還設(shè)有電源轉(zhuǎn)換電路，電源轉(zhuǎn)換電路連接中央處理器。
【文檔編號】G05B19/042GK203982119SQ201420365999
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】清水學(xué)敏 申請人:大連帝國屏蔽電泵有限公司