一种旋转机械振动烈度检测系统的制作方法

本实用新型属于旋转机械的技术领域，具体涉及一种旋转机械振动烈度检测系统。

背景技术：

旋转机械主要分为两类，一类为微机控制型；另一类为自动定心型。自动定心型转子自动平衡装置具有结构简单、工作可靠、成本低廉、不需提供外部能源，并且能够对转子不平衡进行自动调节等优点，但具有在亚临界状态会加大转子的不平衡量的特性，使得这类自动平衡装置当必须在过临界转速的状态下运行时，才能起到自动平衡的作用，因此存在不能在全转速下进行平衡调节的缺点，应用中具有一定的局限性，目前多应用于高速旋转机械中。

旋转机械的振动烈度为众多参数中重要的一个，振动烈度的程度可直观的反映出旋转机械作业时的工作状态，对于旋转机械的运动状态和故障分析具有重要的研究意义。而现有检测装置单独采用传感器进行检测，对采集的数据没有充分的处理，数据精度低、且不具有报警功能，不便于后期对旋转机械的研究。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种旋转机械振动烈度检测系统，以解决现有检测装置单独采用传感器进行检测，采集数据没精度低易失真，且不具备报警功能的问题。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种旋转机械振动烈度检测系统，其包括传感器和与传感器信号连接的检测仪；

传感器包括传感器本体；传感器本体顶部设有传输线；传感器本体底部固定于塑胶底座上；塑胶底座中心位置开设有塑胶底座固定螺孔，其两侧对称设有穿孔，塑胶底座通过穿孔和塑胶底座固定螺孔固定于旋转机械的外壳上；传感器本体内置有PCB板；PCB板上集成有加速度传感器芯片和AC/DC电源模块；加速度传感器芯片依次与低频补偿电路、积分放大电路、电压跟随电路和信号输出电路电连接；信号输出电路通过传输线与检测仪连接；检测仪包括与传输线连接的信号通道切换电路；信号通道切换电路依次与信号隔离放大电路、 AD采集模块和处理器连接；处理器分别与显示屏、通讯模块以及报警与控制电路连接；通讯模块与厂区控制中心信号连接；报警与控制电路包括IC 555芯片和中间继电器ZJ；中间继电器ZJ设置于旋转机械主控电路中，并与处理器信号连接。

优选地，信号通道切换电路包括四个并联设置的ADG408模拟多路复用芯片，每个ADG408模拟多路复用芯片的4、5、6、7、12引脚与传感器信号连接，其8引脚与信号隔离放大电路的输入端连接。

优选地，信号隔离放大电路内置有IC2 3656集成芯片，其输出端与AD采集模块连接。

优选地，通讯模块为RS485有线通讯。

优选地，加速度传感器芯片为SIA230加速度传感器芯片。

本实用新型提供的旋转机械振动烈度检测系统具有以下有益效果：

本实用新型通过传感器检测旋转机械机壳和轴承的振动烈度数据，并在传感器内对机壳和轴承两个振动烈度信号进行初步处理，进而传送至检测仪中，两个烈度信号进入信号通道切换电路中，从不同的通道进入该电路，避免信号之间相互干扰降低检测精度，且可以降低该两路信号源的输出阻抗，提高检测精度；信号继续进入信号隔离放大电路中，进行信号的隔离、放大，避免多路信号之间的相互干扰，随之进行滤波；两路信号继续进入AD采集模块中，将模拟信号转换为高精度的数字信号，避免信号在转换的过程中失真；处理器接收信号，若采集的两个振动烈度信号超出预设值时，则将报警信息发送至厂区监控中心，提示工作人员；同时控制时间继电器ZJ断开旋转机械主控电路，达到保护电路的功能。即有效地解决了现有检测装置单独采用传感器进行检测，采集数据没精度低易失真，且不具备报警功能的问题。

附图说明

图1为旋转机械振动烈度检测系统的电路原理图。

图2、图3为旋转机械振动烈度检测系统的传感器的正视图。

图4为旋转机械振动烈度检测系统传感器的俯视图。

图5为旋转机械振动烈度检测系统传感器的仰视图。

图6为旋转机械振动烈度检测系统的传感器内部电路原理图。

图7为旋转机械振动烈度检测系统的检测仪正视图。

图8为旋转机械振动烈度检测系统的检测仪后视图。

图9为旋转机械振动烈度检测系统信号通道切换电路的电路图。

图10为旋转机械振动烈度检测系统信号隔离放大电路的电路图。

图11为旋转机械振动烈度检测系统AD采集模块的电路图。

图12为旋旋转机械振动烈度检测系统报警与控制电路的电路图。

其中，1、传感器本体；2、固定螺母；3、固定塑胶；4、传输线；5、塑胶底座；6、穿孔；7、传感器固定孔；8、塑胶底座固定螺孔。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1-6，本方案的旋转机械振动烈度检测系统，包括传感器和与传感器信号连接的检测仪。

传感器本体1顶部通过螺纹设有固定螺母2，传输线4穿过固定螺母2，传感器本体1将检测到的振动信号，通过传输线4上传到检测仪中。

传感器本体1底部固定于塑胶底座5上，塑胶底座5中心位置开设有塑胶底座固定螺孔8，其两侧对称设有穿孔6，塑胶底座5通过穿孔6和塑胶底座固定螺孔8固定于旋转机械的外壳上。传感器本体1底部通过三个传感器固定孔7 嵌设于塑胶底座5上。

在旋转机械的外壳(外包)开设一个M10孔，深度为10mm，通过塑胶底座固定螺孔8将传感器本体1固定于旋转机械上，进而采集旋转机械的振动信息。

传输线4穿过固定螺母2，并通过固定塑胶3固定于固定螺母2上；固定螺母2与传感器本体1通过螺纹连接。

传感器本体1内置有PCB板；PCB板上集成有加速度传感器芯片和AC/DC 电源模块；加速度传感器芯片依次与低频补偿电路、积分放大电路、电压跟随电路和信号输出电路电连接；信号输出电路通过传输线4与检测仪连接。

其中，振动传感器芯片为SIA230加速度传感器芯片，其采集旋转机械的轴承和机壳的振动烈度信号，并将烈度信号转换为电压信号输出，其检测采集的精度为200μm。

信号输出电路通过传输线与检测仪连接；检测仪包括与传输线连接的信号通道切换电路；信号通道切换电路依次与信号隔离放大电路、AD采集模块和处理器连接；处理器分别与显示屏、通讯模块以及报警与控制电路连接；通讯模块与厂区控制中心信号连接；报警与控制电路包括IC 555芯片和中间继电器ZJ； IC 555芯片输出端3引脚分别与LED1和LED2连接，中间继电器ZJ设置于旋转机械主控电路中，并与处理器信号连接。

参考图9，传感器可以设置多个，本方案设置为两个，一个用于安装于机壳上，用于检测采集机壳的振动烈度信号；另一个安装于轴承的轴瓦上，用于检测采集轴承的振动烈度信号。信号进入信号通道切换电路中，信号通道切换电路包括四个并联设置的ADG408模拟多路复用芯片，每个ADG408模拟多路复用芯片的4、5、6、7、12引脚与传感器1信号连接，其8引脚为信号输出端。四个并联设置的ADG408模拟多路复用芯片最多可以实现四路信号的切换传输，避免信号之间的干扰，且可降低摆度信号源中的输出阻抗，提高信号的采集精度。

参考图10，两路信号进入信号隔离放大电路中，信号隔离放大电路内置有 IC2 3656集成芯片，用于实现多路信号的隔离、放大，并将其传送至低通滤波器中。位移信号进入信号隔离放大电路中，进行信号的隔离、放大，避免两个位移信号之间的相互干扰，随之进行滤波。

参考图11，两路信号进入进入AD采集模块，其内置有ADS7809芯片，其包括三个模拟输入选择端R1IN、R2IN和R3IN，其输出端SDA引脚与处理器连接。ADS7809芯片具有16位带采样保持的基于电容的逐次逼近寄存器型模数转换器；100kHz采样速率，20kHz输入时的信噪比达83dB；+1/2LSB的积分非线性和差分非线性；6种可选的输入范围，分别是0～10V，0～5V，0～4V，±10V，±5V和±3.3V；6种可选的输入范围，分别是0～10V，0～5V，0～4V，±10V，±5V和±3.3V；可高精度的将振动信号转换为16位的数字信号，并将其传送至处理器中。

处理器为STM32单片机。

其中，显示屏为OLED触摸显示屏，其上可显示当前采集的振动数据。

参考图7和图8，为本方案检测仪的前视图和后视图，本实施例传感器与检测仪背部的传感器通道连接，用于信号的传输。

参考图12，当由于故障振动烈度数据不在正常范围值时，电容器C1相应的放电时间加长，从而其上的电压低于1/3VDD，555翻转，输出高电平给处理器。处理器控制时间继电器ZJ的动作断开水电机组的控制电路。同时，通过RS485 将故障信息传送至厂区监控中心，进行故障报警。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。