一种大型电机振动检测装置的制作方法

本实用新型涉及电机检测装置领域，特别地，涉及一种大型电机振动检测装置。

背景技术：

电机故障检测一直是国内外研究的热点问题之一，出现了许多故障诊断仪。大多数故障诊断仪不具备连接网络智能设备功能，仅靠自己限定的数据处理功能无法对多样性的故障系统进行分析诊断；故障诊断仪只适合检测电机的某个部位的故障，当其它位置出现故障时就借助其它的诊断仪，增加了诊断成本且带来不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型目的是提供一种大型电机振动检测装置,连接位移、速度和加速度三类传感器，能够检测较大范围的振动数值，上位机数据分析诊断借助采集的振动参数就能全面的诊断电机故障。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种大型电机振动检测装置，包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器、模拟开关模块、光电隔离模块以及单片机模块；

位移传感器、速度传感器、加速度传感器通过模拟开关模块连接光电隔离模块，光电隔离模块连接单片机模块，单片机模块还连接有用于和外部通讯的通信模块，其中，位移传感器、速度传感器、加速度传感器均用于检测外部电机的各个参数并传递电信号至单片机模块，模拟开关模块用于轮流控制选通各路传感器的信号传递，光电隔离模块用于抑制信号噪声并将各路的信号传递给单片机模块。

优选的，所述模拟开关模块采用芯片型号为CD4051。

优选的，所述光电隔离模块包括负反馈电路、隔离电路以及电压跟随电路，负反馈电路具有输入端、反馈端和输出端，输入端连接模拟开关模块用于获取采样信号，隔离电路的第二引脚连接输出端，隔离电路的第四引脚连接反馈端，隔离电路的第五引脚连接电压跟随电路的同相输入端，电压跟随电路的同相输入端上还连接有电位器，电压跟随器的输出端连接单片机模块。

优选的，所述隔离电路为芯片LOP111。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：通过借助位移、速度和加速度三类传感器实现较宽范围振动频率的采集，可更好地分析电机故障特性，有效预防电机故障的发生，信号由模拟开关模块输出经过光电隔离模块，有效地抑制信号噪声，消除接地回路干扰，再由STM32F103ZET6单片机模块自带的12位逐次逼近型模拟数字转换器实现对振动电压信号的采样，从而实现对振动的检测。

附图说明

图1为实施例中电路模块方框图；

图2为实施例中光电隔离模块的电路图。

附图标记：1、位移传感器；2、速度传感器；3、加速度传感器；4、模拟开关模块；5、光电隔离模块；51、负反馈电路；52、隔离电路；53、电压跟随电路；54、电位器；6、单片机模块；7、通信模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

实施例：

一种大型电机振动检测装置，参考图1所示，包括位移传感器1、速度传感器2、加速度传感器32、模拟开关模块4、光电隔离模块5以及单片机模块6。振动数据采集仪根据不同故障产生频率范围不同，分别选择了YD9200A系列振动传感器，根据选型可测量振动加速度、振动速度和振动位移。具体参数如下：(1)振动加速度量程1～5g峰值；(2)振动速度量程10-mm/s有效值；(3)振动位移量程100～500um峰峰值；(4)输出4—20mA。

单片机模块6采用的是，STM32F103ZET6芯片的最小系统电路。整个电机数据采集系统以高性能的ARM Cortex微处理器STM32F103芯片为控制核心，由其完成对振动信号的AD转换。

位移传感器1、速度传感器2、加速度传感器32通过模拟开关模块4连接光电隔离模块5，光电隔离模块5连接单片机模块6，单片机模块6还连接有用于和外部通讯的通信模块7，其中，位移传感器1、速度传感器2、加速度传感器32均用于检测外部电机的各个参数并传递电信号至单片机模块6，模拟开关模块4用于轮流控制选通各路传感器的信号传递，光电隔离模块5用于抑制信号噪声并将各路的信号传递给单片机模块6。隔离电路52为芯片LOP111。模拟开关模块4采用芯片型号为CD4051。

单片机模块6STM32通过控制模拟开关模块4CD4051选通各路，传感器输出的电流信号经过采样电阻R1转变为电压信号，电压信号经过比较器LM358A放大及滤波后再输入进线性光耦LOP111，LOP11l线性感应输出两路，一路进入LM358A反向端起负反馈作用，另一路经过滑动变阻器调节电压到合适范围后进入LM358B的正向端，最终实现光电隔离，有效地抑制信号噪声，消除接地回路干扰(如图2所示)，最终将产生的0．6-3V电压送到STM32F103ZET6采样并进行模数转换，AD采样采用STM32自带的12位逐次逼近型模拟数字转换器，其有18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源，并使用双重模式，提高采样率。

参考图2所示，光电隔离模块5包括负反馈电路51、隔离电路52以及电压跟随电路53，负反馈电路51具有输入端、反馈端和输出端，输入端连接模拟开关模块4用于获取采样信号，隔离电路52的第二引脚连接输出端，隔离电路52的第四引脚连接反馈端，隔离电路52的第五引脚连接电压跟随电路53的同相输入端，电压跟随电路53的同相输入端上还连接有电位器54，电压跟随器的输出端连接单片机模块6。通信模块7为普通的USB数据通信模块7。

本方案的重点应当放在图2的电路设计上，其他的一些外围是根据图2的设计做适应性的改变。图2中的电阻和电容为常用的器件及符号，连接关系从附图中可以毫无疑义的得出，因此没有在此赘述。但为了便于非本领域的技术人员也能理解，由此进行了简单的解释。对于负反馈电路51中的LM358A是比较器，LM358型号的芯片具有多个比较器，本方案用到了两个，标记为LM358A和LM358B。隔离电路52就是光电耦合器U1，型号为LOP111。采用信号作为输入标记为IN，最后输出的信号为PA，传递给单片机。

实施例2：

基于实施例1的结构，对于通信模块7的另一个替代方案为，单片机模块6连接的通信模块7可以是网络接口模块。

振动数据采集仪通过单片机模块6STM32的串口发送固定数据帧格式与通信模块7EIP-341进行数据通信，从而实现振动数据采集仪与PLC或上位机办公司后台电脑PC机的间接通信。上电后EIP-341通过读取SetBaud0-SetBaud1引脚的高低电平来确定与STM32F103zET6串口通信的波特率，读取StartUp引脚来确认使用默认IP地址还是更改后的IP地址，启动成功时Data Exchange引脚变为高电平，指示启动成功，可以进行数据交换。对于EIP-341以太网模块驱动电路是较为常用的电路，实现网络连接和数据通信功能，通过上述描述，本领域的技术人员能够实施本技术方案。

由此通过以太网，信号通过数据采集，远程传动到后台，不用到现场手动测试。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。