具有自發(fā)電裝置的火電廠輔機(jī)無線振動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自發(fā)電裝置的火電廠輔機(jī)設(shè)備的無線振動監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、自發(fā)電模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、APP智能設(shè)備客戶端組成。DSP高速處理器將輔機(jī)振動信號進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)由藍(lán)牙接口或Wi-Fi接口傳入智能設(shè)備終端，用戶可方便、快捷的在APP客戶端接收振動信息、故障預(yù)警信息，并能實現(xiàn)設(shè)備故障離線診斷。系統(tǒng)結(jié)合了雙穩(wěn)態(tài)壓電振動發(fā)電技術(shù),將設(shè)備振動能轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)了無線監(jiān)測系統(tǒng)的自我供電，拓展了無線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的環(huán)境，有效解決了惡劣環(huán)境下的火電廠輔機(jī)設(shè)備的振動監(jiān)測，為輔機(jī)設(shè)備的安全、可靠運行提供了保障，極大提高了發(fā)電廠的生產(chǎn)效益。
【專利說明】具有自發(fā)電裝置的火電廠輔機(jī)無線振動監(jiān)測系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬于電廠設(shè)備故障監(jiān)測領(lǐng)域，涉及一種基于移動終端的帶有自供電裝置的無線振動監(jiān)測系統(tǒng)。具體是對火電廠輔機(jī)設(shè)備的振動監(jiān)測。
[0002]【背景技術(shù)】:
在火電廠中存在著大量高速旋轉(zhuǎn)的輔助設(shè)備，如磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、順風(fēng)機(jī)、開閉式水泵、電動給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等。這類設(shè)備通常工作在粉塵多、溫度高、濕度大的惡劣環(huán)境中，具有分布廣、數(shù)量多、監(jiān)測困難等特點。同時，這些設(shè)備也是發(fā)電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，每一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或某一設(shè)備出現(xiàn)事故，都可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組停機(jī)事故，給發(fā)電企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此如何保障發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行，避免因設(shè)備故障造成經(jīng)濟(jì)損失成為發(fā)電企業(yè)研究的焦點。
[0003]目前應(yīng)用于設(shè)備振動監(jiān)測的方式主要有三種:一種是在線監(jiān)測。通過在設(shè)備上安裝傳感器，然后敷設(shè)屏蔽電纜，將現(xiàn)場的振動信號送到監(jiān)視室，這種監(jiān)測目前主要應(yīng)用于汽輪機(jī)組等少量的關(guān)鍵設(shè)備的監(jiān)測，但該方式使用于數(shù)量多、分布廣的輔機(jī)監(jiān)測時，會造成工作量大、成本高、布線困難等問題。另一種是便攜式振動表監(jiān)測，由技術(shù)人員定期定點進(jìn)行巡測，記錄數(shù)據(jù)。這種方式的監(jiān)測不僅精度差、自動化程度低，而且技術(shù)人員也無法那些工作在溫度高、粉塵多的輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場測量。還有一種是無線監(jiān)測，該方法較上述兩種監(jiān)測方式有較大優(yōu)勢，但是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點供電存在諸多問題，如采用電力線供電，存在布線困難、成本高的問題；如采用化學(xué)電池供電，則存在環(huán)境污染、電池更換困難等問題。再者，傳統(tǒng)的無線監(jiān)測系統(tǒng)的客戶端是基于PC機(jī)的，因為PC機(jī)工作環(huán)境的限制，技術(shù)人員只能局限于監(jiān)控中心瀏覽設(shè)備振動信息和接收故障預(yù)警信息。因此，發(fā)明一種基于移動智能終端的、帶有自供電裝置的、能適應(yīng)惡劣環(huán)境的無線振動監(jiān)測系統(tǒng)尤為必要。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種基于移動智能終端的、帶有自供電裝置的、火電廠輔機(jī)振動無線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的監(jiān)測前端無需電力線或化學(xué)電池，利用其自身攜帶的微型壓電振動發(fā)電機(jī)，將設(shè)備振動能轉(zhuǎn)換電能，為輔機(jī)振動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的前端供電，通過手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備就能實現(xiàn)對火電廠輔機(jī)振動的監(jiān)測與故障診斷。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、自發(fā)電模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、APP智能設(shè)備客戶端組成。其具體的技術(shù)組成包括:
數(shù)據(jù)采集模塊是由速度傳感器、加速度傳感器組成。負(fù)責(zé)采集高速旋轉(zhuǎn)的輔機(jī)設(shè)備的振動信號。
[0006]自發(fā)電模塊是由微型雙穩(wěn)態(tài)壓電振動發(fā)電機(jī)、能量收集電路、超級電容組成。將輔機(jī)設(shè)備的振動能量轉(zhuǎn)換為電能，由能量收集電路進(jìn)行電壓調(diào)理，形成穩(wěn)定的電壓并充入超級電容中?？蔀楸O(jiān)測前端提供穩(wěn)定、持續(xù)的電源。采用雙穩(wěn)態(tài)壓電振動發(fā)電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電池，將設(shè)備振動能轉(zhuǎn)換為電能，還能吸收設(shè)備的振動，降低振動帶給設(shè)備的危害。
[0007]數(shù)據(jù)處理模塊是由信號處理器組成。主要接收采集端輸送來的振動信號，并對信號進(jìn)行降噪、壓縮等處理，為信號傳輸做準(zhǔn)備。
[0008]數(shù)據(jù)傳輸模塊是由W1-Fi模塊、藍(lán)牙數(shù)據(jù)接口模塊組成。利用W1-Fi無線通信技術(shù)、藍(lán)牙無線通信技術(shù)實現(xiàn)振動信號的遠(yuǎn)距離和近距離的無線傳輸。
[0009]APP智能設(shè)備客戶端是基于安卓操作系統(tǒng)的輔機(jī)振動監(jiān)測與故障振動系統(tǒng)。技術(shù)人員可在手機(jī)、平板電腦上實現(xiàn)振動信號的接收、存儲、故障預(yù)警、離線診斷等功能。
[0010]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
利用本發(fā)明能對數(shù)量多、分布廣、工作環(huán)境惡劣的電廠輔機(jī)設(shè)備實現(xiàn)自動監(jiān)測。且該監(jiān)測系統(tǒng)的成本較低，能適用于惡劣環(huán)境，彌補(bǔ)了輔機(jī)設(shè)備傳統(tǒng)監(jiān)測方式的不足。采用基于安卓操作系統(tǒng)的客戶端和W1-Fi接口、藍(lán)牙接口的現(xiàn)代化通信技術(shù)，技術(shù)人員可隨時隨地的瀏覽輔機(jī)設(shè)備的振動信息，能第一時間獲知故障預(yù)警信息，快速的進(jìn)行故障診斷和輔機(jī)設(shè)備的維修，有效提高了輔機(jī)設(shè)備運行的可靠性、穩(wěn)定性，降低了輔機(jī)發(fā)生故障的次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是火電廠輔機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)總體框圖。
[0012]圖2是火電廠輔機(jī)監(jiān)測前端框圖。
[0013]圖3是自供電模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4是輔機(jī)振動監(jiān)測與故障診斷流程圖。
[0015]【具體實施方式】:
下面結(jié)合圖和具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0016]圖1是火電廠輔機(jī)設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的總體框圖?？紤]到輔機(jī)設(shè)備的工作環(huán)境差、數(shù)量多、分布廣的特點，該系統(tǒng)帶有自供電裝置，可將環(huán)境中的振動能轉(zhuǎn)換為電能，為監(jiān)測系統(tǒng)的前端提供電源。同時，采用藍(lán)牙接口和W1-Fi接口的現(xiàn)代無線通信技術(shù)，可將輔機(jī)設(shè)備的振動信號快速傳遞到監(jiān)控中心。技術(shù)人員使用智能手機(jī)或平板電腦就能在現(xiàn)場、監(jiān)控中心或任何有網(wǎng)絡(luò)的地方都能瀏覽振動監(jiān)測信息，第一時間獲知故障預(yù)警信息，為快速實現(xiàn)故障診斷和輔機(jī)設(shè)備維修提供寶貴時間。
[0017]圖2是火電廠輔機(jī)監(jiān)測前端框圖。加速度傳感器、速度傳感器所采集到的振動信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，經(jīng)多路數(shù)字通信接口進(jìn)入DSP高速處理器中，然后對信號進(jìn)一步降噪、編碼、壓縮等處理。系統(tǒng)采用藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸接口和W1-Fi無線網(wǎng)絡(luò)接口，藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸接口一般適用于20米以內(nèi)的距離，在現(xiàn)場沒有無線網(wǎng)絡(luò)的情況下，技術(shù)人員利用該接口能實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速傳輸。W1-Fi無線網(wǎng)絡(luò)接口適用于現(xiàn)場或遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，技術(shù)人員使用手機(jī)或平板電腦能隨時隨地的接收數(shù)據(jù)。
[0018]圖3是自發(fā)電裝置模塊框圖。由微型雙穩(wěn)態(tài)壓電振動發(fā)電機(jī)、能量收集電路、超級電容組成。雙穩(wěn)態(tài)壓電發(fā)電機(jī)能將輔機(jī)設(shè)備的振動能轉(zhuǎn)換為電能，并能降低因振動帶給輔機(jī)的危害，同時，雙穩(wěn)態(tài)壓電發(fā)電機(jī)具有較寬的諧振頻率，能提取不同工作頻率、不同輔機(jī)設(shè)備的振動能量，能在惡劣環(huán)境下持續(xù)、永恒的為監(jiān)測系統(tǒng)前端供電。由于壓電振動發(fā)電機(jī)在每個振動周期的輸出電壓較高，而電流較小，不能直接向負(fù)載供電，因此需要能量收集電路，以提高壓電發(fā)電機(jī)的輸出功率。采用DC-DC模式的能量收集電路能將壓電發(fā)電機(jī)的高電壓、低電流的交流電轉(zhuǎn)換為低電壓、高電流的直流電，具有降壓增流作用，提高能量轉(zhuǎn)換效率。超級電容具有壽命長、能量密度大、充放電效率高的優(yōu)點，其將雙穩(wěn)態(tài)壓電振動發(fā)電機(jī)輸出的多余電能儲存起來，供監(jiān)測前端電路使用，有效提高了能源的利用效率。
[0019]圖4是客戶端振動監(jiān)測與故障診斷流程圖。客戶端是基于安卓操作系統(tǒng)的故障監(jiān)測與振動系統(tǒng)，適用于目前流行的智能手機(jī)和平板電腦等智能終端。客戶端具有顯示與存儲故障信息、故障預(yù)警、故障診斷等功能，技術(shù)人員不僅能在自己的手機(jī)上瀏覽每一個輔機(jī)設(shè)備的振動信息，還能第一時間獲知輔機(jī)故障的預(yù)警信息，使有故障隱患的輔機(jī)設(shè)備能及時得到維修或更換，降低了輔機(jī)事故發(fā)生率。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自發(fā)電裝置的火電廠輔機(jī)振動無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、自發(fā)電模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、APP智能設(shè)備客戶端組成。
2.數(shù)據(jù)采集模塊中的傳感器將采集到的輔機(jī)振動信號送入數(shù)據(jù)處理模塊，內(nèi)置DSP的數(shù)據(jù)處理模塊對振動信號進(jìn)行編碼、壓縮處理，經(jīng)由藍(lán)牙數(shù)據(jù)接口或W1-Fi無線網(wǎng)絡(luò)接口將預(yù)處理后的振動信號傳入APP智能設(shè)備客戶端，技術(shù)人員使用手機(jī)或平板電即可瀏覽輔機(jī)振動信息，第一時間獲知輔機(jī)設(shè)備預(yù)警信息，并實現(xiàn)故障診斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于火電廠輔機(jī)設(shè)備的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，所述監(jiān)測模塊還包括:1)信號調(diào)理模塊，用于對采集到模擬量信號進(jìn)行濾波、放大預(yù)處理；2) AD轉(zhuǎn)換模塊，用于將預(yù)處理后的模擬信號轉(zhuǎn)換為DSP能夠接收的數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于火電廠輔機(jī)設(shè)備的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，所述的自發(fā)電模塊包括:I)雙穩(wěn)態(tài)壓電振動發(fā)電機(jī)，用于提取不同振動頻率、不同輔機(jī)設(shè)備的振動能，并將其轉(zhuǎn)換為電能；2)能量收集與管理電路，用于調(diào)理壓電發(fā)電機(jī)輸出的電壓，提高輸出功率；3)超級電容，用于存儲多余的電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于火電廠輔機(jī)設(shè)備的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，所述的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括藍(lán)牙數(shù)據(jù)接口和W1-Fi接口。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的應(yīng)用于火電廠輔機(jī)設(shè)備的振動監(jiān)測系統(tǒng)，其技術(shù)特征在于，所述的客戶端是應(yīng)用在安卓操作系統(tǒng)下的智能機(jī)，包括手機(jī)、平板電腦。
【文檔編號】H02N2/18GK104457969SQ201410663487
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】何青, 毛新華, 劉輝, 褚東亮 申請人:華北電力大學(xué)