数字化低频振动传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器。更具体地说，本实用新型涉及一种数字化低频振动传感器。
【背景技术】
[0002]在以水轮发电机组为代表的低转速旋转机械的运行过程中，主要采用磁电式低频振动速度传感器作为对低速旋转机械设备结构振动的测量敏感元件。由于该类型传感器的主要特征为对低频(可低至0.4Hz)振动信号有较好的响应，因此广泛应用于水轮发电机组运行状态的监测中。
[0003]传统的磁电式低频振动传感器内部主要包括:振动检波器及采用模拟电路完成信号的调整、补偿、滤波等处理。该类型传感器采用纯模拟电路，存在电路板集成度高，尺寸较大等问题，目前通用的电路板尺寸相应传感器的外形尺寸也较大，一般尺寸为:Φ 50 X 10mm ;采用贴片技术，外形尺寸也达到:Φ 40 X 100mm，需一定的安装空间。
[0004]传统磁电式低频振动传感器结构如图1所示，包括:传感器壳体1、传感器底座2、地震检波器3和低频补偿及积分放大电路4。该传感器的核心组件主要有两个:敏感振动速度信号的地震检波器和后端的低频补偿及积分放大电路。其中地震检波器被固定在传感器壳体和传感器底座上，而传感器被固定在被测对象上，随着被测对象一起振动，检波器也随被测对象振动。后端低频补偿及积分放大电路完成信号的低频补偿和积分放大，最终输出模拟量电信号。其工作原理如图2所示。地震检波器的结构如图3所示，该地震检波器由磁路系统31、惯性质量32、线圈33和弹簧阻尼系统34四个部分组成。磁路系统用以产生恒定的直流磁场。线圈与磁场中的磁通交链产生感应电动势，而感应电动势与磁通变化率(或线圈与磁场相对运动速度)成正比。质量弹簧阻尼系统的刚度直接影响传感器的频响，决定了传感器的测量范围。在工作时，当被测对象振动时，在检波器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动，切割磁力线，在线圈内产生感应电压，检波器输出电压，而该电压信号正比于被测物体的振动速度值。由于地震检波器敏感输出信号为振动速度信号，因此必须经过积分电路，最终输出振动位移信号。带通滤波器则用于过滤低于设计要求的频率信号和高于设计要求的频率信号。在传统的磁电式低频振动传感器中，上述低频补偿电路、积分环节、带通滤波器全部采用模拟电路实现。
[0005]传统低频振动传感器的外壳分为4个组成部分:①上下开口的圆柱形铝合金管材壳体、②上盖、③下盖、④底托。安装步骤为:
[0006]I)铝合金壳体内部在中间部位有一开圆孔的平台将壳体分为上下两部分，平台上部有螺纹，可通过抬高柱固定电路板；下部用来安放检波器。
[0007]2)将振动检波器从壳体底端放置于壳体内部，再通过旋紧下盖(带螺纹)将检波器紧固在壳体内部，最终需用胶棒对下盖进行固定密封。
[0008]3)将检波器的输出通过两根电线焊接于电路板底部，再将电路板从壳体上端安装于壳体内部平台上。
[0009]4)将航空插座固定在上盖上，再通过4根电线将电路板与航空插头焊接在一起。再将上盖旋紧于壳体上部，此时需注意在旋转上盖时，4根电线会同时旋转，需避免旋转圈数过多造成的电线焊点折断、脱焊。
[0010]5)将壳体与底托相连。
[0011]此安装方法自低频传感器研制出后一直没有改变，延续至今已有30年左右的时间，工艺较陈旧，产品品相不高。后来虽利用贴片技术，但仅仅是壳体直径有较小变化外，一直没有结构及工艺上的突破。
[0012]另外，由于水轮发电机组运行环境的特殊性，低频振动传感器经常会浸泡在水里安装，虽然水位不一定没过传感器整体，但传感器由于采用上下封盖形式，如果下盖密封不好，会造成传感器进水导致失效。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0014]本实用新型还有一个目的是改变传统磁电式低频振动传感器的内部结构、外形尺寸及安装形式，方便小空间的安装使用，提高产品的防水性能。
[0015]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种数字化低频振动传感器，包括:
[0016]不锈钢一体化壳体，其内部安装有地震检波器；
[0017]调节电路，其设置在所述地震检波器的上方，包括从上到下依次信号连接的接口电路板、数字电路板和模拟电路板，所述模拟电路板与所述地震检波器信号连接；
[0018]插头，其安装在所述不锈钢一体化壳体的上端，所述接口电路板与所述插头信号连接。
[0019]采用不锈钢全密封工艺设计的一体化壳体有效提高了防水性能；调节电路分层设置，便于区分和安装，节省空间。
[0020]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述接口电路板、数字电路板和模拟电路板之间的连接方式为:插针式硬连接，确保了各电路板可靠连接，避免了使用电线导致的易折易断现象的发生。
[0021]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述地震检波器上方还设置有压板，所述压板通过抬高柱与所述模拟电路板连接，提高模拟电路板与压板连接的可靠性。
[0022]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述接口电路板通过信号连接器与所述插头下端信号连接，便于信号的传输。
[0023]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述插头为欧式防水航空插头，提高防水性能。
[0024]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述不锈钢一体化壳体底部密封，上端设置有上盖，所述上盖中部设置有开口，所述插头上部固定在所述开口处。只保留壳体和上盖两部分，采用激光焊接技术实现上盖与壳体的密封连接，确保了整体无缝对接。
[0025]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述数字电路板为微控制单元信号补偿滤波电路板。
[0026]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述模拟电路板为信号放大电路板。
[0027]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述不锈钢一体化壳体的高度为75?100mm，直径为30?40mm，减小了整个装置的体积。
[0028]优选的是，所述的数字化低频振动传感器中，所述不锈钢一体化壳体的高度为87mm，直径为 32.5mm。
[0029]本实用新型至少包括以下有益效果:以接口电路板、数字电路板和模拟电路板为硬件基础，在实现传感器数字化的低频补偿、滤波和积分的同时，改进了传感器的特性，方便参数调整，便于在小空间的安装使用；采用不锈钢全密封工艺设计的一体化壳体，下端口无盖，