基于DSP的数字低频振动传感装置的制作方法

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种基于DSP的数字低频振动传感装置。

背景技术：

水轮发电机组等低转速旋转机械，在运行过程中都存在不同程度的振动，振动是影响水轮发电机组正常运行和危害机组寿命的主要来源。实时对水轮发电机组运行过程中的振动情况进行监测，当振动值超过规定的允许值时，及时采用解决措施，有利于提高水轮发电机组的安全和经济运行水平。

现有的水轮发电机组振动传感器，主要具有以下不足：振动传感器将调理单元和敏感单元集成在一起，安装到被测物体表面时，体积大，具有安装和拆卸均不方便的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于DSP的数字低频振动传感装置，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于DSP的数字低频振动传感装置，包括敏感单元(1)、调理单元(2)和连接线缆(3)；

所述敏感单元(1)包括：地震检波器(1.1)、套筒(1.2)、安装底座(1.3)、上盖(1.4)、第一橡胶垫片(1.5)、第二橡胶垫片(1.6)和橡胶帽(1.7)；所述套筒(1.2)的底部通过所述第一橡胶垫片(1.5)紧密固定到所述安装底座(1.3)上；所述安装底座(1.3)开设有第一底座安装孔(1.3.1)，通过所述第一底座安装孔(1.3.1)，将所述安装底座(1.3)固定到被测物体；所述套筒(1.2)的内部紧密嵌入与所述套筒(1.2)的内腔相匹配的所述地震检波器(1.1)；所述套筒(1.2)的顶部通过所述第二橡胶垫片(1.6)紧密固定所述上盖(1.4)，通过所述上盖(1.4)的按压作用，实现所述地震检波器(1.1)与所述套筒(1.2)的紧密固定，进而保证所述套筒(1.2)的振动精确传递到所述地震检波器(1.1)的；所述上盖(1.4)开设有中心通孔，所述橡胶帽(1.7)安装到所述中心通孔中；所述连接线缆(3)的一端与所述地震检波器(1.1)的输出端子连接，所述连接线缆(3)的另一端穿过开设于所述橡胶帽(1.7)中心的帽通孔后，与设置于所述敏感单元(1)外部的所述调理单元(2)的输入端子连接。

优选的，所述地震检波器(1.1)为磁电式地震检波器。

优选的，所述套筒(1.2)为圆柱形不锈钢套筒；所述安装底座(1.3)为不锈钢安装底座；所述上盖(1.4)为不锈钢上盖。

优选的，所述上盖(1.4)和所述套筒(1.2)为螺纹连接方式。

优选的，所述安装底座(1.3)还开设有第二底座安装孔(1.3.2)，所述第一橡胶垫片(1.5)在对应位置开设有垫片安装孔，采用螺栓依次穿过所述第二底座安装孔(1.3.2)和所述垫片安装孔后，进入到所述套筒(1.2)中，进而实现所述套筒(1.2)、所述第一橡胶垫片(1.5)和所述安装底座(1.3)的螺栓连接。

优选的，所述连接线缆(3)为屏蔽线缆。

本实用新型提供的基于DSP的数字低频振动传感装置具有以下优点：

(1)对敏感单元的壳体进行设计，使地震检波器位于套筒中，而套筒安装于底座上，底座再通过螺栓连接方式固定到被测物体上，因此，采用螺栓连接方式，具有安装和拆卸方便的优点；此外，敏感单元还具有检测精度高以及防水性能好的优点；

(2)采用线缆将敏感元件和调理单元分开设置，一方面，敏感元件部分体积很小，调理单元采用通用外壳接插件，两者安装和拆卸都很方便；另一方面，敏感元件和调理单元中任何一个部分出现故障均可以单独更换，不影响另一部分的使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的敏感单元的结构示意图；

图2为本实用新型提供的调理单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种基于DSP的数字低频振动传感装置，包括敏感单元1、调理单元2和连接线缆3。敏感单元直接固定到被测物体表面，直接测量被测物体振动信号。调理单元2与敏感单元分离设置，位于被测物体附近，并且，敏感单元通过连接线缆与调理单元连接，连接线缆3采用抗干扰屏蔽线缆，用于将敏感元件检测到的振动信号传递给调理单元，调理单元对敏感单元检测的振动信号进行信号调理，从而得到最终的被测物体振动信号，实现被测物体振动测量。本实用新型中，敏感单元和调理单元采用分体式设计，因此，减小了敏感单元的体积，便于安装；另外，由于调理单元不随被测物体同步振动，提高了调理电路的寿命和工作可靠性。此外，还设计了一种安装结构，方便将敏感单元安装到被测物体，同时保证测量精度。下面分别对敏感单元和调理单元详细介绍：

(一)敏感单元

参考图1，为敏感单元的结构示意图，敏感单元1包括：地震检波器1.1、套筒1.2、安装底座1.3、上盖1.4、第一橡胶垫片1.5、第二橡胶垫片1.6和橡胶帽1.7；套筒1.2的底部通过第一橡胶垫片1.5紧密固定到安装底座1.3上，实际应用中，安装底座1.3还开设有第二底座安装孔1.3.2，第一橡胶垫片1.5在对应位置开设有垫片安装孔，采用螺栓依次穿过第二底座安装孔1.3.2和垫片安装孔后，进入到套筒1.2中，实现套筒1.2、第一橡胶垫片1.5和安装底座1.3的螺栓连接，进而将套筒固定到安装底座；安装底座1.3开设有四个第一底座安装孔1.3.1，通过第一底座安装孔1.3.1，将安装底座1.3固定到被测物体；套筒1.2的内部紧密嵌入与套筒1.2的内腔相匹配的地震检波器1.1；套筒1.2的顶部通过第二橡胶垫片1.6紧密固定上盖1.4，设置第二橡胶垫片的作用为：防水作用，延长外壳内电子器件的使用寿命；通过上盖1.4的按压作用，实现地震检波器1.1与套筒1.2的紧密固定，进而保证套筒1.2的振动精确传递到地震检波器1.1的；上盖1.4开设有中心通孔，橡胶帽1.7安装到中心通孔中；连接线缆3的一端与地震检波器1.1的输出端子连接，连接线缆3的另一端穿过开设于橡胶帽1.7中心的帽通孔后，与设置于敏感单元1外部的调理单元2的输入端子连接。通过设置橡胶帽，一方面起到防水的作用，另一方面起到固定线缆的作用。

实际应用中，地震检波器1.1为磁电式地震检波器。套筒1.2为圆柱形不锈钢套筒；安装底座1.3为不锈钢安装底座；上盖1.4为不锈钢上盖。上盖1.4和套筒1.2为螺纹连接方式。安装底座1.3还开设有第二底座安装孔1.3.2，通过第二底座安装孔1.3.2，实现套筒1.2和安装底座1.3的螺栓连接。

本实用新型中，在安装底座和套筒之间的圆形橡胶垫片的作用为：一方面起到密封防水的作用，延长外壳内电子器件的使用寿命；另一方面压紧地震检波器，保证外壳和地震检波器振动的一致性，从而保证外壳敏感到的被测物振动信号精确传导到地震检波器，保证测量精确度。

(二)调理单元

参考图2，为调理单元的结构图，调理单元用于对检波器的振动数据进行放大、滤波等处理，补偿低频(可低至0.4Hz)振动信号，补偿后的振动数据可以同时以4-20mA的模拟电流和通用串口485数字信号的形式输出。

调理单元2包括：塑料外壳2.1和调理电路板2.2；其中，通过塑料外壳，可以很方便的将调理单元固定在标准的结构件上。调理电路板用于对地震检波器检测到的被测物振动信号进行调理，调理电路板的尺寸按照外壳的技术要求设计后可以牢牢地固定在外壳内部。调理电路板具有4个对外接口，分别为第1对外接口2.2.1、第2对外接口2.2.2、第3对外接口2.2.3和第4对外接口2.2.4；第1对外接口2.2.1用于接收地震检波器的输出数据；第2对外接口2.2.2为电源接口，具有四个端子，其中两个端子用于外接直流24V电压和地电压，另外两个端子可输出直流正12V和负12V电压；第3对外接口2.2.3具有四个端子，其中两个端子可以外接直流24V电压和地电压，另外两个端子以4-20mA的模拟电流的形式输出调理后的检波器振动信息。第4对外接口2.2.4为通用485串口，既能够以数字量的形式输出调理后的检波器振动信息也可以根据用户需求输出诊断信息，如故障特征值。

本实用新型提供的基于DSP的数字低频振动传感装置具有以下优点：

(1)对敏感单元的壳体进行设计，使地震检波器位于套筒中，而套筒安装于底座上，底座再通过螺栓连接方式固定到被测物体上，因此，采用螺栓连接方式，具有安装和拆卸方便的优点；此外，敏感单元还具有检测精度高以及防水性能好的优点；

(2)采用线缆将敏感元件和调理单元分开设置，一方面，敏感元件部分体积很小，调理单元采用通用外壳接插件，两者安装和拆卸都很方便；另一方面，敏感元件和调理单元中任何一个部分出现故障均可以单独更换，不影响另一部分的使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。