一种便携式多功能风机信号采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风机信号采集装置，具体涉及便携式多功能风机信号采集装置。
【背景技术】
[0002]目前应用的风场监测系统主要是采用对应装置分别对风电设备的振动、温度、转速等状态信号进行检测分析。风力发电机的故障种类和类型多种多样，仅凭振动、温度、转速等信号并不能对风电设备健康状态进行有效地检测和准确地识别，若能增加音频等信号的采集并对其分析和一起特殊传感器接口，可以使风力发电机状态监测与故障诊断更加有效和准确。
[0003]并且根据风力发电机实际运行情况，对每台风机加装状态实时监测系统投入和维护成本巨大。若采用便携式采集装置，可减少空间占用和方便采集设备管理，可实现例行和随机风机健康体检及故障诊断任务的同时，实现可维护性强，投入少的高性价比特色。
[0004]因此，本领域技术人员致力于提供一种新型的风机信号采集装置。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便携式多功能风机信号采集装置。
[0006]本实用新型提供了一种便携式多功能风机信号采集装置，包括传感器信号调理模块、信号采集处理模块和数据通信传输模块；传感器信号调理模块中进行传感器信号的预处理，并将经过预处理的信号传输至在信号采集处理模块；信号采集处理模块中进行传感器传来的信号的采集和音频信号的采集，并通过数据通信传输模块对所述便携式多功能风机信号采集装置采集到的信号与监控中心进行数据通信。
[0007]传感器信号调理模块:作用是将振动、温度、转速等传感器信号通过隔离、滤波、放大等步骤转换成适合ADC采集的合适信号；
[0008]信号采集处理模块:包括CPU最小系统电路、锂电池电路、ADC转换电路、CAN采集电路、音频采集电路、Zigbee传输电路。信号采集处理模块的作用是将振动、温度、转速、音频等模拟信号采集并转换为数字信号，供CPU选择存储或传输之用。
[0009]数据通信传输模块:包括以太网传输电路，3G通讯电路。数据通信传输模块是振动、温度、转速、音频、视频等经信号采集处理模块采集回来的数字信号与控制中心或维护人员的通信渠道，可以选择以太网通信或3G两种通信方式。
[0010]工作时，传感器信号调理模块送出的模拟信号与音频信号，送到信号采集处理模块，被转换为数字信息，并做预处理，然后经由数据通信传输模块传输到控制中心供进一步分析处理和故障处理。
[0011 ] 本实用新型提供的便携式多功能风机信号采集装置可实现4路低频和4路高频振动信号采集，2路温度信号采集，I路转速信号采集，2路CAN采集，多个(理论上254个)Zigbee从设备信号采集。与普通风机信号采集装置相比，本实用新型具有如下优点:
[0012]该多功能风机信号采集装置将风机传动链部分的振动信号、转速信号、温度信号以高精度ADC多通道进行同步采集，并通过以太网或3G网络进行传输，提高了采集精度的同时提升了数据传输的实时性。
[0013]增加音频采集、CAN通信接口、Zigbee主节点模块，为上位机进行数据分析、噪声分析、状态监测与故障诊断提供了坚实的基础。
[0014]该多功能风机信号采集装置可采用锂电池独立供电，可实现便携的功能。对于风场可实现例行和随机风机健康体检及故障诊断任务，并且可维护性强，投入少。
[0015]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的结构示意图。
[0017]图2为便携式多功能风机信号采集装置本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的工作原理图。
[0018]图3为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的振动信号调理电路工作原理图。
[0019]图4为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的主轴转速测量电路工作原理图。
[0020]图5为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的温度测量电路工作原理。
[0021]图6为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的音频信号采集原理图。
[0022]图7为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的Zigbee与CPU连接框图。
[0023]图8为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的CAN接口通信电路原理图。
[0024]图9为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的内部结构平面图。
[0025]图10为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的正面图。
[0026]图11为本实用新型的较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的背面图。
【具体实施方式】
[0027]图1为本实用新型一个较佳实施例中的便携式多功能风机信号采集装置的结构示意图。本实用新型提供了一种便携式多功能风机信号采集装置，包括传感器信号调理模块、信号采集处理模块、数据通信传输模块；传感器信号调理模块进行传感器信号的预处理，并将经过预处理的信号传输至信号采集处理模块；在信号采集处理模块中对传感器传来的信号进行采集和对音频信号进行采集，并通过数据通信传输模块对所述便携式多功能风机信号采集装置采集到的信号与监控中心进行数据通信。
[0028]进一步地，传感器信号调理模块包含:振动信号调理电路、温度信号调理电路、转速信号调理电路；振动信号调理电路中，振动信号采集传感器选用内装IC的压电加速度传感器，接口为BNC插座；采用正电压稳压器为核心的4mA恒流源对内装IC的压电加速度传感器供电，电源线与信号线复用，即电源线就是信号传输线；采用运算放大器做电压跟随器，对内装IC的压电加速度传感器的输出信号起到隔离与稳定的作用；内装IC的压电加速度传感器的输出电压要大于ADC的输入电压上限，选用仪用放大器对振动传感器的输出电压做缩放处理；用低通滤波器对IKHz特定频率段内的振动信号选取；转速信号调理电路中，采用接近开关做转速信号采集的目标传感器，采用一只三极管，将接近开关的输出线与三极管基极连接，将ADC输入端和+3.3V与三极管集电极并联，对接近开关的输出电压幅值调节以使其适合CPU的输入电压上限；温度信号调理电路中，温度信号采集传感器选用四线制热电阻传感器，采用恒流源式测温电路；用正电压稳压器产生ImA恒流源，电流流过热电阻时产生压降，通过运算放大器将此微弱压降信号放大10倍，输出适合ADC采集的电压信号。
[0029]进一步地，信号采集处理模块包含CPU的最小系统电路，振动、温度、转速信号的ADC转换处理电路，音频采集电路。
[0030](I)CPU最小系统电路
[0031]CPU芯片需选择支持IEEE 1588v2协议，10/100M以太网接口 ；具有音频专用锁相环和全双工I2S ;带有SP1、I2C、CAN接口等功能；
[0032](2) CAN接口通信电路
[0033]选用CAN总线驱动器芯片，为CAN协议控制器和物理总线之间的接口 ；
[0034](3) ADC转换处理电路
[0035]采用采样精度为16位或16位以上，采样速率为100KSPS以上的多