一种模块化物联网多功能智能传感器、系统及方法与流程

文档序号:33645120发布日期:2023-03-29 03:24阅读:42来源:国知局
一种模块化物联网多功能智能传感器、系统及方法与流程

1.本发明属于物联网传感器技术领域,具体是涉及一种模块化物联网多功能智能传感器、系统及方法。


背景技术:

2.随着物联网、工业物联网的快速发展,尤其是5g技术的广泛推广和应用,低延时、高带宽、万物相连的场景成为5g技术的三大应用场景。其中万物相连对物联网支撑技术、数据传输带宽、传感器容量、传感效率、传感数据高速采集与转换、故障数据的快速、智能化分析、检测、诊断、判断、报警等,都提出了更新、更高、更复杂的挑战和实战要求。
3.以往传统的传感器,比如最常用的振动传感器,往往只具备振动数据采集、a/d转化功能(部分振动传感器具有数据存储的功能),应用过程中需要搭配测振仪(分析仪)来完成振动数据分析、存储、有线传输,过程相当复杂。最近几年,尤其是5g网络的铺设,为解决以上问题提供了技术上的支持和保障。
4.现有改进型的商用传感器增加了许多新的功能,比如三轴振动智能传感器,实现了将测振传感器、测振分析仪集成于一体,无需再单独搭配测振仪(分析仪)使用,集成化高、体积小、方便携带。除了小体积、一体化、方便携带以外,三轴振动智能传感器在智能化方面的表现主要体现可以外接物联网、5g通信、智能云,嵌入式软件等新技术,在三轴振动智能传感器的应用更使其智能化优势充分拔高,因此,三轴振动智能传感器在工业精确制造、城市工程、爆破工程、交通工程等领域的生产作业和试验现场中广泛使用。
5.以目前最常用的三轴振动智能传感器为例,现有改进型的商用智能传感器结构构造如图1所示,包括数据采集模块3、a/d转化模块4、数据分析模块25、自适应环境噪声模块26、嵌入式软件协议栈模块27、数据存储模块28、gps模块12、wifi模块13、以及供电模块10;智能传感器通过工业胶水与物体相连;其工作原理为:
6.1、通过数据采集模块3采集振动信号,并将信号传送到a/d转化模块4;
7.2、a/d转化模块4将采集到的模拟信号,通过a/d转化模块4,转换成数字信号;
8.3、数字信号传送到自适应环境噪声模块26,通过模式对比与参数(信号包络、频谱等)对比,判断信号是属于环境噪声信号,还是外界采集的振动信号;如果判定是外界采集的振动信号,该信号将送至数据分析模块25进行分析;
9.4、在数据分析模块25中,嵌入式软件协议栈模块27将测振仪功能集成于一体,无需再单独搭配测振仪使用,测振仪主要用于实现机器预测维修的基础型仪器;数据分析模块25主要用于测量、记录和跟踪机器设备的状态,可以发现信号异常,并能够对常见的机器振动故障进行诊断和趋势监测;
10.5、通过数据分析模块25将完成的分析数据直接通过内置wifi模块13传输到云端,同时将分析数据送到数据存储模块28存储,以备调用。
11.现有改进型的商用智能传感器因上述结构构造所造成的不足和缺陷,如下:
12.1)现有的商用传感器无法满足物联网业务的发展需要:
13.现有常用的商用传感器虽然增加了许多新的功能,但仍然采用传统的非标设计思路和方法,而采用非标设计生产出的传感器五花八门,性能不一,无法满足万物相连的物联网的发展需要。根据数据显示,2015年全球物联网连接大约60亿个左右,2020年已经增长到270亿个,2023-2025年这一数字将超过500亿个。我国这几年物联网发展突破了人们预先的估计和预测。根据工信部发布的数据显示,2017年物联网产业规模已经突破万亿,到2020年,仅仅中国的物联网整体规模就超过了1.8万亿。
14.如此海量庞大的物联网如果仍然采用现有非标性能单一、功能单一、容量小、缺乏分析处理能力的传感器进行使用和连接,会造成意想不到的网络隐患和问题,包括稳定性、可靠性与安全性等,根本无法满足物联网快速发展的要求。
15.2)现有的商用传感器设计方法阻碍了物联网芯片的快速发展:
16.现有常用的商用传感器仍然采用传统的设计思路和方法,在传感器产品设计时,完全没有把物联网考虑进去,是与物联网分别设计,相互割裂与分离,各自独立存在。这种非标的、独立单一的设计思路和方法,对推动物联网芯片的发展没有形成良性的影响和推动作用,造成目前物联网芯片的需求量和使用量都相对较低,芯片数量上不去,导致物联网芯片的价格多高,价格越高就越没有人用,芯片制造厂家也就没有了积极性,造成恶性循环。因此,当前物联网芯片发展的瓶颈就在使用数量少,这需要从使用量最多的传感器本身找出原因。
17.现有的商用智能传感器在使用时存在的不足和缺陷,如下:
18.1)容量小,只适合常见故障分析:
19.现有商用传感器,比如振动传感器,即使合成了振动分析仪的某些功能,可以对常见的几种故障进行分析、处理、诊断,然而采集、分析、处理数据的容量非常有限,无法对设备在复杂情况下产生的故障进行全面分析和处理。一旦遇到这种情况,还需上传至云端 (云计算)做进一步分析处理,不但产生了时间延时,还减低了第一时间分析处理故障的效率;
20.2)传输效率低,传输可靠性与安全性低:
21.现有商用传感器内置wifi模块,主要通过wifi网络与外界网络对接。我们知道,只要有内置wifi模块,都可以上网(就像我们手机wifi上网一样),但内置wifi本身的带宽、可靠性与安全性就比较低,虽然可以支持外界物联网、4g/5g通信等,但所有物联网连接(web scada系统)、物联网路由器和通信接口都要依赖于外部提供建立,这在现实网路中是很难实现的;
22.3)无法实现多种数据采集与传感功能,传感效率低:
23.现有商用传感器都是单一功能传感器,目前最先进的传感器都只是性能纵向改进的传感器,比如振动传感器、温度传感器、红外传感器、噪声传感器、压力传感器等。而对于日益快速增长的物联网万物相连的场景,单一功能的传感器传感效率太低,无法直接与物联网相连,无法满足几百亿物物相连的需求,需要外接物联网网络,这样就会产生链路复杂、网路支撑难度加大等困难,无法满足几百亿物物相连的物联网发展,更不用说工业物联网(iiot)的发展和需求,工业物联网对工业传感器的传感效率、传感数据分析处理的效率、延时的严格限定,都有非常苛刻的要求;
24.4)过多依赖于云计算资源:
25.现有商用传感器,虽然增加了数据分析模块,但大部分计算功能都要依赖于云端计算;数据分析单元主要用于测量、记录和跟踪机器设备的状态,以及对常见故障进行对比和诊断,不需要过多的计算量。如果发现复杂一些的故障,只能依靠云端进行大数据计算、分析、处理、诊断、报警等工作。这样就降低了传感器的工作效率和作用,对云计算依赖性过高;而现实中,常见的故障比较少,更多见的是复杂环境下产生的复杂故障的分析处理;
26.5)无法直接连接物联网,必须通过外部网关对接wifi网、4g/5g、有线网后,再连接物联网(web scada):
27.现有商用传感器,虽然内置了wifi模块,可以支持无线局域网,但无法做到自身直接连接物联网,对于远程设备的监测,必须通过外部网关对接wifi网、4g/5g、有线网后,在连接物联网,不利于区域性并网联网运营和远程管理。


技术实现要素:

28.本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题,提供一种模块化物联网多功能智能传感器、系统及方法。
29.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种模块化物联网多功能智能传感器,包括感知部件和底座部件,所述感知部件可拆卸安装在底座部件上,并与底座部件通信连接;所述感知部件用于采集各种信号并进行a/d数模转换,输出数字信号;所述底座部件用于对感知部件提供的数字信号进行自动识别种类和分析处理,并将诊断结果通过物联网或互联网传输至云端后台管理中心。
30.作为优选,所述感知部件为压力信号感知部件、温度信号感知部件、振动信号感知部件、红外信号感知部件、噪声信号感知部件中的一种或多种。
31.作为优选,所述感知部件包括用于采集外界模拟信号的数据采集模块、及用于将采集到的模拟信号转换为数字信号并输出的a/d转化模块。
32.作为优选,所述底座部件包括数据分析处理模块、物联网芯片模块、边缘计算模块、代理服务器模块、cpu计算模块、供电模块、通信接口模块、及内置的gps模块、wifi模块;
33.所述数据分析处理模块用于对感知部件提供的数字信号进行信号种类的自动识别、数据分析、故障的检测、诊断和报警;
34.所述物联网芯片模块用于传感器自动连接物联网;
35.所述边缘计算模块用于给数据分析处理模块提供计算力;
36.所述代理服务器模块用于存储与备份传感器日常采集的传感数据及故障检测数据的所有历史数据,用于传感器与物联网、互联网的连接与互动;
37.所述cpu计算模块用于给边缘计算模块提供计算资源;
38.所述供电模块用于传感器供电;
39.所述通信接口模块用于传感器与外接通信接口对接;
40.所述gps模块用于传感器定位、及分布式组网和管理;
41.所述wifi模块用于传感器连接无线局域网。
42.作为优选,还包括内置的5g发射模块,所述5g发射模块用于传感器连接4g/5g网络。
43.作为优选,所述感知部件通过凸状对接电路板模块和凹状对接电路板模块的对接
配合与底座部件通信连接。
44.本发明还提供了一种模块化物联网多功能智能传感器系统,包括采集控制系统、传送控制系统和应用系统,所述采集控制系统通过传送控制系统与应用系统通信连接,所述采集控制系统包括前述的模块化物联网多功能智能传感器。
45.作为优选,所述传送控制系统为数据通信方式与传输媒介。
46.作为优选,所述应用系统为后台管理中心,包括vpn路由器、管理服务器、web服务器、以及操作电脑;
47.所述vpn路由器用于为vpn专网提供路由功能;
48.所述管理服务器用于组网智能传感器日常工作状态、运营状态与发生故障、检测故障的所有数据存储、备份、大数据分析、预见性管理,用于传感器组网网路质量与状态的管理;
49.所述web服务器用于传感器物联网与后台管理中心的网路管理;
50.所述操作电脑用于操作管理人员对整个传感器和物联网的网路管理。
51.本发明还提供了一种模块化物联网多功能智能传感器系统的方法,方法为:
52.步骤1,根据目标设备的监测需要,选择需要监测与采集信号的位置、监测点数、以及采用传感器的种类;
53.步骤2,根据采集信号的种类和数量,选择相应种类传感器的感知部件、及通用的底座部件,通过凸状对接电路板模块和凹状对接电路板模块的对接配合将感知部件和底座部件相连以形成完整的传感器;
54.步骤3,通过工业胶水将传感器的感知部件表面与设备表面各监测点位置一一粘接固定;
55.步骤4,传感器开机后,自动搜索在线物联网或互联网并直接连接,连接状态和运行情况在后台管理中心的操作电脑上展现;
56.步骤5,传感器对采集的信号进行自动识别、分析、检测和处理,一旦发现故障,即刻进行设备故障分析和诊断,找出故障原因,并将故障诊断报告直接上报后台管理中心进行预警,以便目标设备能及时维修维护;一旦故障超出了门限值,传感器即刻报警,并及时上报后台管理中心,立即对目标设备做出应急处理。
57.本发明具有的有益效果:
58.1、本发明通过对传感器进行模块化、标准化、统一化的设计理念的突破和颠覆,实现了对物联网(web scada)芯片巨大推动与发展的优势,倒逼物联网芯片进行海量使用和应用,从而大幅度减低物联网芯片的成本,使物联网芯片大规模普及应用成为可能,为物联网产业的快速发展和普及应用扫清了一大隐患。
59.2、本发明物联网智能传感器采用“即插即用”的工作方式,开启后自动组网,对设备运行情况自动监测,对设备发生的故障信号自动分析、处理、检测、诊断、报警,实时向后台管理中心上报设备日常运行情况、工作报表和故障诊断报告,极大的保护了设备的正常运行的稳定性、可靠性与安全性,延长了设备运行时间和使用寿命周期,实现了设备资产增值。
60.3、本发明物联网智能传感器采用模块化设计与生产,对企业而言,不仅简化了工艺流程和生产流程,实现了产品的标准化和模块化设计、生产与销售,大大降低了传感器的
生产成本和销售成本。
61.4、本发明对用户而言,产品配置和使用方式更加灵活方便,创新开发了价值高、功能强大、性能全面的传感器底座部件,灵活对接各类功能简易的传感器感知部件,节约了大量设计与生产成本,大幅度提升了传感器工作效率、组网效率、以及组网的灵活性、便捷性、稳定性、可靠性及安全性。
62.5、本发明物联网智能传感器具备大容量计算资源和计算能力,将以往由后台云计算中心才能完成的非常复杂的设备故障分析、处理、检测、诊断、报警等工作全部前移至物联网智能传感器内部完成,从而大幅度降低了网路运行可能遇到的风险,包括掉线、宕机、传输延时、防火墙入侵等,也大大减轻了云计算中心的工作负荷与计算压力,保障了整个传感器与物联网的正常运行。
附图说明
63.图1是现有改进型商用智能传感器的一种结构构架示意图;
64.图2是本发明的一种结构示意图;
65.图3是本发明的一种结构构架示意图;
66.图4是本发明模块化物联网多功能智能传感器系统的一种结构构架示意图;
67.图5是本发明对电力变压器日常运行状态进行远程在线监测的一种使用示意图;
68.图6是本发明对风力发电机组日常运行状态进行远程在线监测的一种使用示意图。
69.图中:1、感知部件;2、底座部件;3、数据采集模块;4、a/d转化模块;5、数据分析处理模块;6、物联网芯片模块;7、边缘计算模块;8、代理服务器模块;9、cpu计算模块;10、供电模块;11、通信接口模块;12、gps模块;13、wifi模块;14、5g发射模块;15、凸状对接电路板模块;16、凹状对接电路板模块;17、采集控制系统;18、传送控制系统;19、应用系统;20、vpn路由器;21、管理服务器;22、web服务器;23、操作电脑;24、工业胶水;25、数据分析模块;26、自适应环境噪声模块;27、嵌入式软件协议栈模块;28、数据存储模块。
具体实施方式
70.下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
71.实施例:一种模块化物联网多功能智能传感器,如图2、图3所示,包括感知部件1 和底座部件2,所述感知部件1可拆卸安装在底座部件2上,并与底座部件2通信连接,以形成完整的传感器;所述感知部件1用于采集各种信号并进行a/d数模转换,输出数字信号;所述底座部件2用于对感知部件1提供的数字信号进行自动识别种类和分析处理,并将诊断结果通过物联网或互联网传输至云端后台管理中心。
72.感知部件1和底座部件2均为模块化。感知部件1根据采集信号的种类可分为多种,如用于采集压力信号的压力信号感知部件、用于采集温度信号的温度信号感知部件、用于采集振动信号的振动信号感知部件、用于采集红外信号的红外信号感知部件、用于采集噪声信号的噪声信号感知部件等;底座部件2为通用件,只有一种,与感知部件1相互独立设计和生产。
73.使用时,通过凸状对接电路板模块15和凹状对接电路板模块16的对接配合,使感
知部件1和底座部件2通信连接;凸状对接电路板模块15、凹状对接电路板模块16可根据设计需求,分别位于感知部件1和底座部件2上。
74.在本实施例中,感知部件1和底座部件2之间采用内螺纹和外螺纹的螺旋紧固方式相互固定连接,凸状对接电路板模块15安装在感知部件1上,凹状对接电路板模块16安装在底座部件2上,通过凸状对接电路板模块15和凹状对接电路板模块16的对接,使感知部件1和底座部件2通信连接。通过设置凸状对接电路板模块15和凹状对接电路板模块 16并相配合,一方面可以固定感知部件1和底座部件2;另一方面可以将感知部件1中a/d 转化模块4输出的数字信号传送到底座部件2内进行分析和处理。
75.所述感知部件1包括数据采集模块3和a/d转化模块4,所述数据采集模块3用于采集设备表面的所有外界模拟信号,如振动信号、温度信号、红外信号、噪声信号、压力信号等;所述a/d转化模块4用于将采集到的各类模拟信号转换为数字信号,再把这些数字信号传送到底座部件2进行数据分析和处理。
76.所述底座部件2包括数据分析处理模块5、物联网芯片模块6、边缘计算模块7、代理服务器模块8、cpu计算模块9、供电模块10、通信接口模块11、及内置的gps模块12、 wifi模块13、5g发射模块14。
77.其中,数据分析处理模块5用于对采集到的数字信号进行信号种类的自动识别、数据分析、故障的检测、诊断、报警等。
78.物联网芯片模块6用于与外界物联网即时直接相连,起到“即插即用”的作用,不需要借助其他网络再与物联网相连,如wifi网、4g/5g网、有线网(光纤网)、高速宽带网等,提高了传感器自身的数据分析处理能力。这一设计思想也将催生与推动物联网芯片大规模应用和使用的数量,大幅度降低物联网芯片的成本,实现物联网芯片的规模化和普及化,推动物联网的快速发展。
79.所述边缘计算模块7用于给数据分析处理模块5提供计算力,以增加传感器自身的计算能力,加强传感器自身分析处理与检测诊断故障的容量和能力,传感器自身就可以完成现有故障的检测,找出故障原因,不再依赖云计算来检测诊断故障,只需将故障检测结果上报到云服务中心即可,大幅度降低了云计算的工作量,剪切了云端服务器的工作压力,避免云服务器宕机,影响远程设备故障的日常检测与诊断工作。
80.所述代理服务器模块8除了用于存储与备份传感器自身日常采集的所有传感数据、及故障检测数据的所有历史数据外,同时也用于传感器自身与物联网及互联网的连接与互动,增强了传感器融入物联网网络的能力与效率,提高了传感器连接物联网的高效性、稳定性、可靠性与安全性,比如防止掉线、宕机、传输延时、防火墙入侵等恶性情况发生。
81.所述cpu计算模块9用于给边缘计算模块7提供强大的计算资源。
82.所述gps模块12用于传感器自身的定位、及分布式组网和管理,可以实现成千上万的传感器按照工作需要自动组网,实现传感器“即插即用”的功能。
83.所述wifi模块13便于传感器自动组成无线局域网,实现跨区域联网并网工作模式。
84.所述供电模块10用于为传感器自身供电,一般采用外接电源或电池独立供电。
85.所述通信接口模块11用于传感器与外接任何通信接口的无缝对接,包括移动无线网、光纤网、优先数据网、vpn专网等,不再依赖于外接网关及路由器,再与外界通信网络连
接。
86.所述5g发射模块14为可选配件模块,用于传感器自动与4g/5g网络连接,不再需要外接网关资源。
87.针对现有技术存在的问题一,本发明在传感器内内置了边缘计算模块7、代理服务器模块8和cpu计算模块9,大幅度增加了计算能力、计算资源及存储能力,从而增加了传感器本身对各类采集信号的智能识别、分析、处理、检测、诊断、报警等功能,扩大了传感器自身的检测容量和能力,可以对设备在复杂情况下产生的多种故障进行全面分析和处理,提高了分析处理故障的效率。
88.针对现有技术存在的问题二,本发明在传感器内部增加了路由器模块、通信接口模块 11、5g发射模块14(可选),可以直接与外部的所有网络直接对接,包括wifi网络、4g/5g 移动网路、光纤宽带网络、高速数据网(internet)络等,消除了只有内置wifi模块13 的弊端。
89.针对现有技术存在的问题三,本发明采用模块化的“机卡分离”设计思想和方法,直接将现有传感器的结构构架进行改变,进行标准化统一设计,将原有传感器一分为二,分成感知部件1和底座部件2两个独立的部件。感知部件1主要负责采集各种信号并进行a/d 数模转换,输出标准的数字信号,包括振动信号、温度信号、红外信号、噪声信号、压力信号等。底座部件2负责对接各类感知部件1,完成大部分复杂的工作,包括对采集数据的智能识别、分析、处理、检测、诊断、报警等功能,并直接将诊断结果上报云端后台管理中心。
90.针对现有技术存在的问题四,本发明在传感器底座部件2中置入了边缘计算模块7、代理服务器模块8、cpu计算模块9,将以往依赖云计算的工作前移至底座部件2完成,大幅度减轻了云计算的负荷和压力,极大的增加了传感器的计算资源和能力,提升了传感器自身检测各类复杂故障的能力。
91.针对现有技术存在的问题五,本发明在传感器底座部件2中置入物联网(web scada) 芯片模块,采用“即插即用”模式,使传感器自身直接对接物联网(web scada)系统,大幅度提高了传感器的组网能力与传感数据的传输效率,增加了物联网数据传输的可靠性与安全性,消除了现有传感器无法直接对接物联网的问题和组网局限性。同时,在模块化智能传感器底座部件2中置入物联网(web scada)芯片将大幅度催生和提高物联网(webscada)芯片的应用和使用数量,大大降低物联网(web scada)芯片的生产成本和销售成本,对物联网产业的快速发展和物联网芯片的普及应用扫清了一大隐患。
92.如图4所示,本发明还提供了一种模块化物联网多功能智能传感器系统,包括采集控制系统17、传送控制系统18和应用系统19,所述采集控制系统17通过传送控制系统18 与应用系统19通信连接。
93.采集控制系统17包括工业级多维传感器等数据采集设备接入到传感器网络,包括本发明设计的标准统一的传感器群、以及由有线或无线传输技术组成的传感网络(物联网);采集控制系统17是所有外界数据采集、识别、分析和处理的基础。
94.传送控制系统18为数据通信方式与传输媒介,包括5g移动互联网、宽带无线网 (wifi)、宽带有线网(光纤网)、以及高速数据网(internet)。
95.应用系统19利用经过分析处理的感知数据,为用户提供丰富的定制服务,可以实现远程数据监测、检测、故障分析、处理、诊断、监控、预警、报警等功能,这些应用将给整个
远程大型设备在线智能检测应用带来新的发展机遇和安全保障。
96.应用系统19由后台管理中心组成,包括vpn路由器20、管理服务器21、web服务器22、以及操作电脑23;其中,vpn路由器20用于为vpn专网提供路由功能;管理服务器 21用于所有组网传感器日常工作状态、运营状态与发生故障、检测故障的所有数据存储、备份、大数据分析、预见性管理等,以及对传感器组网网路质量与状态的管理,包括参数设置、运行状态数据监测、运行状态数据展示、网络质量评估、权限管理等;web服务器 22用于传感器物联网与后台管理中心的网路管理;操作电脑23用于操作管理人员对整个传感器和物联网的网路管理。
97.本发明智能传感器系统可实现5g移动互联网、物联网(web scada)、宽带无线网 (wifi)、宽带有线网(光纤网)、以及高速数据网(internet)的多网融合,实现综合组网系统,保障远程设备的检测与分析数据的高速传输;通过5g发射模块14、云服务平台、边缘计算模块7、物联网(web scada)芯片模块、以及cup计算模块,提升传感器综合管理与服务水平;本发明的技术方案主要基于边缘计算(ec)、分布式计算(distributedcomputing)、并行计算(pallel computing)、效用计算(utility computing)、网络存储(network storage technologies)、虚拟化(virtualization)、负载均衡(load balance) 等计算机技术,提供基础设施即服务(iaas)、平台即服务(paas)和软件即服务(saas) 等三个层次的远程边缘计算服务。
98.本发明还提供了一种模块化物联网多功能智能传感器系统的方法,方法为:
99.步骤1,根据目标设备的监测需要,选择需要监测与采集信号的位置、监测点数、以及采用传感器的种类,如振动传感器、温度传感器、红外传感器、噪声传感器、压力传感器等;
100.步骤2,根据采集信号的种类和数量,选择相应种类的感知部件1,感知部件1可以有很多种,比如振动感知部件、温度感知部件、噪声感知部件、压力感知部件、红外感知部件,而传感器的底座部件2只有一种,它们相互独立设计和生产;将选定的感知部件1 与同样数量、性能相同的底座部件2,通过凸状对接电路板模块15和凹状对接电路板模块 16的对接合成同样数量的、完整的、针对不同采集信号的模块化物联网智能传感器;
101.步骤3,将工业胶水24均匀涂抹于感知部件1的表面,并通过工业胶水24将感知部件1表面与设备表面各监测点位置一一粘接固定,以实现传感器和设备表面各监测点位置的固定;
102.步骤4,传感器开机,开始工作,立即展示“即插即用”的功能,自动搜索在线物联网或其它在线互联网并直接连接,连接状态和运行情况在后台管理中心的操作电脑23上展现;
103.步骤5,传感器对采集的信号进行自动识别、分析、检测、处理,一旦发现故障,即刻进行设备故障诊断和分析,找出故障原因,并将故障诊断报告直接上报后台管理中心进行预警,以便目标设备能及时维修维护;一旦故障超出了门限值,传感器即刻报警,并及时上报后台管理中心,立即对目标设备做出应急处理(比如启动备份设备继续工作),避免目标设备功能遭受进一步的重大损害和资产损失。
104.传感器采用“即插即用”的工作方式,开启后自动搜寻线上组网,对目标设备的运行情况自动进行监测,对目标设备发生的任何故障信号自动分析、处理、检测、诊断、报警,
实时向后台管理中心上报目标设备日常运行情况、工作报表和故障诊断报告等,极大的保护了设备的正常运行,提升了目标设备的高效性、稳定性、可靠性与安全性,延长了目标设备的运行时间和使用寿命周期,实现了目标设备的资产增值。
105.如图5所示,为本发明传感器对电力变压器日常运行状态进行远程在线监测的应用;其工作流程为:
106.步骤1,根据电力变压器故障监测的需要,选择电力变压器设备需要监测与采集信号的位置、监测点数和传感器的种类;根据电力变压器设备常见故障特征,主要选择振动传感器、温度传感器和噪声传感器;
107.步骤2,根据采集信号的种类和数量,选择相应的感知部件1;电力变压器在线监测用的传感器的感知部件1主要有三种,即振动信号感知部件、温度信号感知部件、噪声信号感知部件,底座部件2只有一种;将这三种选定的感知部件1与同样性能的底座部件2 通过凸状对接电路板模块15和凹状对接电路板模块16的对接,合成完整的、针对三种不同采集信号的模块化物联网智能传感器;
108.步骤3,将工业胶水24均匀涂抹于感知部件1的表面,并通过工业胶水24将感知部件1表面与电力变压器设备表面各监测点位置一一粘接固定;
109.步骤4,传感器开机,开始工作,立即展示“即插即用”的功能,自动搜索在线物联网或其它在线互联网并直接连接,连接状态和运行情况在后台管理中心的操作电脑23上展现;
110.步骤5,传感器对采集的信号进行自动识别、分析、检测、处理,一旦发现故障,即刻进行电力变压器设备故障诊断和分析,找出故障原因,并将故障诊断报告直接上报后台管理中心进行预警,以便电力变压器设备及时维修维护;一旦故障超出了门限值,传感器即刻报警,并及时上报后台管理中心,立即对电力变压器设备做出应急处理(比如启动备份电力变压器设备继续工作),避免电力变压器设备功能遭受进一步的重大损害和资产损失。
111.本发明物联网智能传感器采用“即插即用”的工作方式,开启后自动搜寻上线组网,对电力变压器设备的运行情况自动进行监测,对电力变压器设备发生的故障信号自动分析、处理、检测、诊断、报警,实时向后台管理中心上报电力变压器设备日常运行情况、工作报表和故障诊断报告等,极大的保护了设备的正常运行,提升了电力变压器设备的高效性、稳定性、可靠性与安全性,延长了电力变压器设备运行时间和使用寿命周期,实现了电力变压器设备的资产增值。
112.如图6所示,为本发明传感器对风力发电机组日常运行状态进行远程在线监测的应用;其工作流程为:
113.步骤1,根据风力发电机组设备故障在线监测的需要,选择风力发电机组需要监测与采集信号的位置、监测点数和传感器的种类;根据风力发电机组设备常见故障特征,主要选择五种传感器,即振动传感器、温度传感器、噪声传感器、位移传感器和压力传感器;
114.步骤2,根据采集信号的种类和数量,选择相应的感知部件1;。风力发电机组设备在线监测用的传感器的感知部件1主要有五种,即振动信号感知部件、温度信号感知部件、噪声信号感知部件、位移信号感知部件和压力信号感知部件,底座部件2只有一种;将这五种选定的感知部件1与同样性能的底座部件2通过凸状对接电路板模块15和凹状对接电路板模块16的对接,合成完整的、针对五种不同采集信号的模块化物联网智能传感器;
115.步骤3,将工业胶水24均匀涂抹于感知部件1的表面,并通过工业胶水24将感知部件1表面与风力发电机组设备表面各监测点位置一一粘接固定;
116.步骤4,传感器开机,开始工作,立即展示“即插即用”的功能,自动搜索在线物联网或其它在线互联网并直接连接,连接状态和运行情况在后台管理中心的操作电脑23上展现;
117.步骤5,传感器对采集的信号进行自动识别、分析、检测、处理,一旦发现故障,即刻进行风力发电机组设备故障诊断和分析,找出故障原因,并将故障诊断报告直接上报后台管理中心进行预警,以便风力发电机组设备能够及时维修维护;一旦故障超出了门限值,传感器即刻报警,并及时上报后台管理中心,立即对风力发电机组设备做出应急处理,避免风力发电机组设备的功能遭受进一步的重大损害和资产损失。
118.本发明物联网智能传感器采用“即插即用”的工作方式,开启后自动搜寻线上组网,对风力发电机组设备的运行情况自动进行监测,对风力发电机组设备发生的故障信号自动分析、处理、检测、诊断、报警,实时向后台管理中心上报风力发电机组设备日常运行情况、工作报表和故障诊断报告等,极大的保护了设备的正常运行,提升了风力发电机组设备的高效性、稳定性、可靠性与安全性,延长了风力发电机组设备的运行时间和使用寿命周期,实现了风力发电机组设备的资产增值。
119.最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明不限于上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均应认为属于本发明的保护范围。
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