一种便携式可视化零件失效检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式可视化零件失效检测仪，属于机械故障检测与分析技术领域。本实用新型包括听诊器部分，仪器主体；听诊器部分包括听头、听诊器插头；听头通过信号输入线与听诊器插头连接，听诊器部分的听诊器插头与仪器主体的听诊器插孔连接，光滑金属抛物面、振动片、压电感应片、半球听头外壳；光滑金属抛物面镶嵌于半球听头外壳内，振动片安置于光滑金属抛物面的焦点上，压电感应片置于振动片上。本实用新型能为使用者提供了方便，并克服了传统的零件失效检测仪只能靠听的方式来判断故障和不便于携带的弊端，较好的为故障的分析提供了可视化的依据，适合大规模的推广应用。
【专利说明】
一种便携式可视化零件失效检测仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种便携式可视化零件失效检测仪，属于机械故障检测与分析技术领域。【背景技术】
[0002]机械零件与构件的失效最终必将导致机械设备的故障，关键机件的失效会造成设备事故，人身伤亡事故，甚至大范围内灾难性后果。在生产线上一个小小的零件失效，可以使整个生产线瘫痪。因此有效的预防、控制、监测零件的失效是一项意义重大的工作。
[0003]目前，由于零件失效检测仪是采用高倍电子听诊器来听的方式实现的，因此各人听力的差异性导致故障判断存在很大的主观性和不精确性。而采用示波器模块可以很明确的将故障信号转换为图像，增强了故障信号的可读性，大大方便了故障的分析和技术员间的交流。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:本实用新型提供一种便携式可视化零件失效检测仪，用于解决传统的故障判断存在很大的主观性和不确定性的问题。
[0005]本实用新型技术方案是:一种便携式可视化零件失效检测仪，包括听诊器部分，仪器主体两大部分；
[0006]所述听诊器部分包括听头1、听诊器插头3;听头1通过信号输入线与听诊器插头3 连接，听诊器部分的听诊器插头3与仪器主体的听诊器插孔4连接，
[0007]所述听头1包括光滑金属抛物面10、振动片11、压电感应片12、半球听头外壳13;光滑金属抛物面10镶嵌于半球听头外壳13内，振动片11安置于光滑金属抛物面10的焦点上， 压电感应片12置于振动片11上，
[0008]所述仪器主体包括信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块和电源模块，信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块依次连接，听诊器插孔4与信号输入模块连接。
[0009]所述听诊器部分还包括保护网9,保护网9安装在听头口处。[〇〇1〇] 所述信号放大模块包括有电阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、电容(:1、02、03、04、三极管 Q1、Q2;电容C1的一端与电源连接，C1的另一端分别与三极管Q1的基极、电阻R1、R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R1的另一端分别与电源、电阻R3、R5的一端、三极管Q2的集电极连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端、三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R4的一端、电容C2的一端连接，电阻R4另一端、电容C2的另一端接地；电容C3的另一端分别与电阻R5的另一端、三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R7的一端、电容C4的一端连接，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6 的另一端接地。[〇〇11] 所述信号过滤模块包括电阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、电容05、06、运算放大器1]1;电阻R8的一端与电源相连，另一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端、电阻Rl I的一端相连，电容C5的另一端接地;电阻Rll的另一端接运算放大器Ul输出端；电容C6的另一端分别接运算放大器Ul的反相输入端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接地；电阻RlO的一端接运算放大器Ul输出端，另一端分别接电阻R9的一端和运算放大器Ul的同相输入端，电阻R9的另一端接地。
[0012]所述电源模块包括整流模块BR1、二极管D1、电阻R13、R14、R15、R16、稳压管D2、电容C7、C8、C9、C10、三极管Q3、Q4、Q5、可调电阻RV1;220V电源接整流模块BRl的交流侧，整流模块BRl的+端分别接电容C7的正端、二极管Dl的阳极、三极管Q3的集电极;整流模块BRl的-端接地；电容C7的负端接地;二极管DI的阴极分别接电容C8的+端、电阻Rl3的一端、电阻Rl4的一端；电容C8的负端接地；电阻R13的另一端接三极管Q4的集电极;三极管Q4的发射极接三极管Q3的基极，三极管Q4的基极接地；电阻R14的另一端接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接稳压管D2的阴极，稳压管D2的阳极接地;三极管Q5的基极接可调电阻RVl的可调端;三极管Q3的发射极分别接电阻Rl 5的一端、电容C9、电容Cl O的+端；电容C9、电容Cl O的-端接地；电阻R15的另一端接可调电阻RVl的一端;可调电阻RVl的另一端接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地。
[0013]本实用新型的工作原理是:
[0014]听诊器部分的带有光滑金属抛物面10的听头I接收零件的固有振动信号，当零件内的固有振动由外界传来时经过光滑金属抛物面10反射便汇集到该抛物面的一个焦点上(在该焦点上振动信号最为强烈)，此时位于焦点处震动膜便会产生振动，震动膜的震动随之引起膜片上的压电感应片12形变。由于压电感应片12的特殊效应，压电感应片12上就会产生一个微弱的电信号。电信号经信号输入模块传入信号放大模块中，经信号放大模块将电信号放大后再经信号过滤模块的带通滤波电路选择性的滤出我们所需要的信号，经显示器模块将我们所需要的信号绘制成为图像经显示屏7进行显示。最后使用者可以将此信号的图像存入仪器内存储器(可采用内存卡5)中，以便于分析的需要，仪器主体上还设有电源充电插孔6、电源指示灯8便于冲电和显示电源状态。
[0015]本实用新型的电路的工作原理是:
[0016]图5电源电路中的AC端接220V、50HZ交流电，将7、8端分别与图3中放大电路的VCC端、4端连接。220V交流电经电源模块中的整流、滤波、稳压环节后得到符合仪器工作的直流电压，以此实现对系统的供电。再将图3中的3、4端分别与图4中的5端、地连接。当检测信号从图3中的1、2端输入经分压式偏置放大电路Ql放大后由射极输出器Q2输出，再经滤波电路图4过滤后最终信号由6端输出。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]本实用新型接上电源后听头与零件接触时，通过对信号的放大，滤波后便可得到机械零件的固有频率信号。可以在很大程度上精确的把故障描述出来，做到了可视化。
[0019]本实用新型能为使用者提供了方便，并克服了传统的零件失效检测仪只能靠听的方式来判断故障和不便于携带的弊端，较好的为故障的分析提供了可视化的依据，适合大规模的推广应用。
【附图说明】
[〇〇2〇]图1是本实用新型的结构不意图；
[0021]图2是听头的全剖图；[〇〇22]图3是信号放大模块电路原理图；[〇〇23]图4是信号过滤模块电路原理图；[〇〇24]图5是电源模块电路原理图。
[0025]图1-2中各标号:1_听头，2-信号输入线，3-听诊器插头，4-听诊器插孔，5-内存卡， 6_电源充电插孔，7-显示屏，8-电源指示灯，9-保护网，10-光滑金属抛物面，11-振动片/支架，12-压电感应片，13-半球听头外壳。【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0027]实施例1:如图1-5所示，一种便携式可视化零件失效检测仪，包括听诊器部分，仪器主体两大部分；
[0028]所述听诊器部分包括听头1、听诊器插头3;听头1通过信号输入线与听诊器插头3 连接，听诊器部分的听诊器插头3与仪器主体的听诊器插孔4连接，
[0029]所述听头1包括光滑金属抛物面10、振动片11、压电感应片12、半球听头外壳13;光滑金属抛物面10镶嵌于半球听头外壳13内，振动片11安置于光滑金属抛物面10的焦点上， 压电感应片12置于振动片11上，
[0030]所述仪器主体包括信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块和电源模块，信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块依次连接，听诊器插孔4与信号输入模块连接。[0031 ]实施例2:如图1-5所示，一种便携式可视化零件失效检测仪，包括听诊器部分，仪器主体两大部分；
[0032]所述听诊器部分包括听头1、听诊器插头3;听头1通过信号输入线与听诊器插头3 连接，听诊器部分的听诊器插头3与仪器主体的听诊器插孔4连接，
[0033]所述听头1包括光滑金属抛物面10、振动片11、压电感应片12、半球听头外壳13;光滑金属抛物面10镶嵌于半球听头外壳13内，振动片11安置于光滑金属抛物面10的焦点上， 压电感应片12置于振动片11上，[〇〇34]所述仪器主体包括信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块和电源模块，信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块依次连接，听诊器插孔4与信号输入模块连接。
[0035]所述听诊器部分还包括保护网9,保护网9安装在听头口处。
[0036]实施例3:如图1-5所示，一种便携式可视化零件失效检测仪，本实施例与实施例2 相同，其中:[〇〇37] 所述信号放大模块包括有电阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、电容(:1、02、03、04、三极管 Q1、Q2;电容C1的一端与电源连接，C1的另一端分别与三极管Q1的基极、电阻R1、R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻R1的另一端分别与电源、电阻R3、R5的一端、三极管Q2的集电极连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端、三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R4的一端、电容C2的一端连接，电阻R4另一端、电容C2的另一端接地；电容C3的另一端分别与电阻R5的另一端、三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R7的一端、电容C4的一端连接，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6
的另一端接地。
[0038]实施例4:如图1-5所示，一种便携式可视化零件失效检测仪，本实施例与实施例3相同，其中:
[0039]所述信号过滤模块包括电阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、电容05工6、运算放大器1]1;电阻R8的一端与电源相连，另一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端、电阻Rl I的一端相连，电容C5的另一端接地;电阻Rll的另一端接运算放大器Ul输出端；电容C6的另一端分别接运算放大器Ul的反相输入端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接地；电阻RlO的一端接运算放大器Ul输出端，另一端分别接电阻R9的一端和运算放大器Ul的同相输入端，电阻R9的另一端接地。
[0040]实施例5:如图1-5所示，一种便携式可视化零件失效检测仪，包括听诊器部分，仪器主体两大部分；
[0041 ]所述听诊器部分包括听头1、听诊器插头3;听头I通过信号输入线与听诊器插头3连接，听诊器部分的听诊器插头3与仪器主体的听诊器插孔4连接，
[0042]所述听头I包括光滑金属抛物面10、振动片11、压电感应片12、半球听头外壳13;光滑金属抛物面10镶嵌于半球听头外壳13内，振动片11安置于光滑金属抛物面10的焦点上，压电感应片12置于振动片11上，
[0043]所述仪器主体包括信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块和电源模块，信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块依次连接，听诊器插孔4与信号输入模块连接。
[0044]所述听诊器部分还包括保护网9，保护网9安装在听头口处。
[0045]所述信号放大模块包括有电阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、电容(:1工2、03工4、三极管Ql、Q2;电容Cl的一端与电源连接，Cl的另一端分别与三极管Ql的基极、电阻R1、R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻Rl的另一端分别与电源、电阻R3、R5的一端、三极管Q2的集电极连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端、三极管Ql的集电极连接，三极管Ql的发射极分别与电阻R4的一端、电容C2的一端连接，电阻R4另一端、电容C2的另一端接地；电容C3的另一端分别与电阻R5的另一端、三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R7的一端、电容C4的一端连接，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地。
[0046]所述信号过滤模块包括电阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、电容05工6、运算放大器1]1;电阻R8的一端与电源相连，另一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端、电阻Rl I的一端相连，电容C5的另一端接地;电阻Rll的另一端接运算放大器Ul输出端；电容C6的另一端分别接运算放大器Ul的反相输入端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接地；电阻RlO的一端接运算放大器Ul输出端，另一端分别接电阻R9的一端和运算放大器Ul的同相输入端，电阻R9的另一端接地。
[0047 ] 所述电源模块包括整流模块BR 1、二极管D1、电阻R13、R14、R15、R16、稳压管D2、电容C7、C8、C9、C10、三极管Q3、Q4、Q5、可调电阻RV1;220V电源接整流模块BRl的交流侧，整流模块BRl的+端分别接电容C7的正端、二极管Dl的阳极、三极管Q3的集电极;整流模块BRl的-端接地；电容C7的负端接地;二极管D1的阴极分别接电容C8的+端、电阻R13的一端、电阻R14 的一端；电容C8的负端接地；电阻R13的另一端接三极管Q4的集电极;三极管Q4的发射极接三极管Q3的基极，三极管Q4的基极接地；电阻R14的另一端接三极管Q5的集电极，三极管Q5 的发射极接稳压管D2的阴极，稳压管D2的阳极接地;三极管Q5的基极接可调电阻RV1的可调端;三极管Q3的发射极分别接电阻R15的一端、电容C9、电容C10的+端；电容C9、电容C10的-端接地；电阻R15的另一端接可调电阻RV1的一端;可调电阻RV1的另一端接电阻R16的一端， 电阻R16的另一端接地。
[0048]上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种便携式可视化零件失效检测仪，其特征在于:包括听诊器部分，仪器主体两大部分； 所述听诊器部分包括听头(I)、听诊器插头(3);听头(I)通过信号输入线与听诊器插头(3)连接，听诊器部分的听诊器插头(3)与仪器主体的听诊器插孔(4)连接， 所述听头(I)包括光滑金属抛物面(10)、振动片(11)、压电感应片(12)、半球听头外壳(13);光滑金属抛物面(10)镶嵌于半球听头外壳(13)内，振动片(11)安置于光滑金属抛物面(10)的焦点上，压电感应片(12)置于振动片(11)上， 所述仪器主体包括信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块和电源模块，信号输入模块、信号放大模块、信号过滤模块、显示器模块、内存储模块依次连接，听诊器插孔(4)与信号输入模块连接。2.根据权利要求1所述的便携式可视化零件失效检测仪，其特征在于:所述听诊器部分还包括保护网(9)，保护网(9)安装在听头口处。3.根据权利要求1所述的便携式可视化零件失效检测仪，其特征在于:所述信号放大模块包括有电阻町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、电容(:1工2、03工4、三极管01、02;电容(:1的一端与电源连接，电容Cl的另一端分别与三极管Ql的基极、电阻Rl、R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，电阻Rl的另一端分别与电源、电阻R3、R5的一端、三极管Q2的集电极连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的一端、三极管Ql的集电极连接，三极管Ql的发射极分别与电阻R4的一端、电容C2的一端连接，电阻R4另一端、电容C2的另一端接地；电容C3的另一端分别与电阻R5的另一端、三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极分别与电阻R7的一端、电容C4的一端连接，电阻R7的另一端接地，电容C4的另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地。4.根据权利要求1所述的便携式可视化零件失效检测仪，其特征在于:所述信号过滤模块包括电阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、电容05工6、运算放大器1]1;电阻1?8的一端与电源相连，另一端分别与电容C5的一端、电容C6的一端、电阻RlI的一端相连，电容C5的另一端接地;电阻Rll的另一端接运算放大器Ul输出端；电容C6的另一端分别接运算放大器Ul的反相输入端和电阻R12的一端，电阻R12的另一端接地；电阻RlO的一端接运算放大器Ul输出端，另一端分别接电阻R9的一端和运算放大器Ul的同相输入端，电阻R9的另一端接地。5.根据权利要求1所述的便携式可视化零件失效检测仪，其特征在于:所述电源模块包括整流模块81?1、二极管01、电阻1?13、1?14、1?15、1?16、稳压管02、电容07工8、09、(:10、三极管Q3、Q4、Q5、可调电阻RVl; 220V电源接整流模块BRl的交流侧，整流模块BRl的+端分别接电容C7的正端、二极管DI的阳极、三极管Q3的集电极;整流模块BRl的-端接地；电容C7的负端接地;二极管DI的阴极分别接电容C8的+端、电阻Rl3的一端、电阻Rl4的一端；电容C8的负端接地；电阻R13的另一端接三极管Q4的集电极;三极管Q4的发射极接三极管Q3的基极，三极管Q4的基极接地；电阻Rl 4的另一端接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接稳压管D2的阴极，稳压管D2的阳极接地;三极管Q5的基极接可调电阻RVl的可调端;三极管Q3的发射极分别接电阻Rl 5的一端、电容C9、电容Cl O的+端；电容C9、电容Cl O的-端接地;电阻Rl 5的另一端接可调电阻RVl的一端;可调电阻RVl的另一端接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接地。
【文档编号】G01H11/08GK205580713SQ201620048383
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】李映杰, 吴涛
【申请人】昆明理工大学