专利名称：一种振动保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械领域，特别是涉及一种旋转机械的振动保护装置。
背景技术：
旋转机械在工作中经常产生振动，振动会使旋转机械的工作效率降低，载荷增加， 使一些零部件易于磨损，疲劳而缩短使用寿命，并且振动还会恶化劳动环境(如噪音等)， 剧烈的振动将直接影响旋转机械的正常工作，严重时将危及人身安全和造成设备损坏。所 以必须对旋转机械的振动进行监控和保护。在现有技术中，用于检测和控制旋转机械振动 的装置，一般只能检测或控制单项振动指标，如检测振动的频率，或检测的振幅等。如何能 够根据不同的需要，在不同场合测量出不同的振动参数，已成为本领域有待解决的技术问 题。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，设计一种振动保护装置，该装置 可以自由切换振动速度和振动位移的检测输出量，并将所述输出量灵活方便应用于控制旋 转机械的振动。为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供一种振动保护装置，所述振动保护 装置包括信号处理单元，所述信号处理单元包括依次连接的滤波器、积分器、放大器、检波 器和切换器，在所述滤波器与切换器之间还并联有第二放大器和第二检波器，所述信号处 理单元用于采集振动传感器输出的电信号，并将所述电信号进行滤波、积分、放大和检波处 理，或进行滤波、放大和检波处理，得到振动速度或振动位移的电信号，并且根据需要经所 述切换器进行自由切换输出的电信号；单片机，所述信号处理单元经数模转换器与单片机的输入端连接，所述单片机用 于处理所述振动速度或振动位移电信号，并将处理后的电信号通过输出端向外发送；报警单元，包括报警器，所述报警器与所述单片接的输出端相连接，所述报警器用 于当所述速度或振动位移的电信号超出预设报警值时，发出报警信号。其中，在所述单片机的输出端上还连接有显示单元，所述显示单元用于显示所述 单片机处理后的振动速度或振动位移的数值。其中，在所述单片机的输出端与所述报警器之间还连接有报警延时单元，所述报 警延时单元用于延时执行报警指令。其中，在所述单片机的输入端上还连接有继电器，所述继电器用于控制振动机械 的振动速度或振动位移，或控制振动机械停止振动。其中，在所述单片机的输入端上还连接有按钮或键盘的信号输入端，所述按钮或 键盘位于所述振动保护装置的机壳的外表，所述按钮或键盘用于输入设定参数。其中，所述信号处理单元、单片机、显示单元、报警单元、报警延时单元分别和电源模块相连接。其中，所述信号处理单元、单片机、显示单元、报警单元、报警延时单元、继电器和 电源模块均通过电路板相互连接在一起。本实用新型的优点及有益效果在于，通过采用振动速度传感器，充分利用单片机 强大的运算和处理能力，达到了实时监测旋转机械振动的目的。并且功过切换器可以自由 切换振动速度和振动位移量的输出，方便了用户选择使用。同时还采用先进的集成电子电 路，具有较好的监测准确性和可靠性；报警延时单元的设计，避免了使用过程中的误操作。
图1-1是本实用新型振动保护装置的外形主视示意图；图1-2是本实用新型振动保护装置的侧面剖视示意图；图1-3是本实用新型振动保护装置的俯视剖视示意图；图2是本实用新型振动保护装置的立体外观示意图；图3是本实用新型振动保护装置的电路原理框图。其中，1 显示屏；2 按钮；3 测量指示；4 报警指示；5 电路板；6 电源；7 信号 处理器；8 接线端；9 继电器；10 单片机。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。如图1至图3所示，本实用新型是一种振动保护装置，所述振动保护装置包括信 号处理单元，所述信号处理单元包括依次连接的滤波器、积分器、放大器、检波器和切换器， 在所述滤波器与切换器之间还并联有第二放大器和第二检波器，所述信号处理单元用于采 集振动传感器输出的电信号，并将所述传感器检测得到的电信号进行滤波、积分、放大和检 波处理，或进行滤波、放大和检波处理，得到旋转机械的振动速度或振动位移的电信号，并 且根据需要经所述切换器进行自由切换输出经处理后的电信号；所述振动保护装置还包括 单片机，所述信号处理单元经数模转换器与单片机的输入端连接，所述单片机用于处理所 述振动速度或振动位移电信号，并将处理后的电信号通过输出端向外发送；所述振动保护 装置还包括报警单元，包括报警器，所述报警器与所述单片接的输出端相连接，所述报警器 用于当所述速度或振动位移的电信号超出预设报警值时，发出报警信号。本实用新型在所述单片机的输出端上还连接有显示单元，所述显示单元用于显示 所述单片机处理后的振动速度或振动位移的数值。在所述单片机的输出端与所述报警器之 间还连接有报警延时单元，所述报警延时单元用于延时执行报警指令。在所述单片机的输 入端上还连接有继电器，所述继电器用于控制振动机械的振动速度或振动位移，或控制振 动机械停止振动。在所述单片机的输入端上还连接有按钮或键盘的信号输入端，所述按钮 或键盘位于所述振动保护装置的机壳的外表，所述按钮或键盘用于输入设定参数。本实用新型中所述的信号处理单元、单片机、显示单元、报警单元、报警延时单元 分别和电源模块相连接。所述信号处理单元、单片机、显示单元、报警单元、报警延时单元、 继电器和电源模块均通过电路板相互连接在一起。其中所述报警单元为双路继电器，可用 于连接声光报警或者其他控制设备，具有一级报警功能和二级报警功能。当振动值已经发
4生显著变化，需要采取补救措施，机器可继续运行，此时应该设置一级报警，当振动值持续 增大，如机器继续运行可能引起损坏，应采取紧急措施减少振动或者停机，此时应该设置二 级报警。报警值应该在测量范围内能够任意设定。当振动参数超过报警设定值时，装置的 指示灯应该发出报警信号，同时继电器9开始动作。本实用新型还设置有按钮2和数码管显示，方便用户进行参数设置。此外，还设置 有4-20mA模拟量输出、RS485数字信号输出。该装置还设计有上电延时以及报警延时等。该 实施例中的旋转机械用振动保护装置安装简单，线性误差在士 1 %，分辨率为0. lmm/s (或 lum),检测频率范围是5-300Hz，测量范围是0-50. Omm/s (0-500 u m)，报警范围为0-100%
满量程。如图3所示为本实用新型实施例中的旋转机械用振动保护装置的电路原理框图。 采用220V交流电源供电，信号采集由振动速度传感器完成，经过滤波、(积分、)检波、模数 转换(D/A)处理后提供给单片机，再由单片机完成显示和报警的功能。另外还有4-20mA， RS485等输出。在本实用新型中单片机的型号采用P89V51(NXP)，所述切换器主要由模拟开关 ⑶4051组成，单片机通过控制⑶4051的A、B、C的高低来选择振动速度信号或振动位移信 号进入模数转换。其中4_20mA电流是工业自动化数据采集与传输的标准电流接口，它将各种传感 小信号模拟量转换成标准电流环接口，以提高传输距离及减少干扰。RS485是串行通讯标 准。4-20mA，RS485等输出的用途是将振动值传输给DCS、PLC系统。继电器通过串联振动机 械的电机启动回路来控制振动机械的停止。所述线性误差在士 1%，分辨率为0. lmm/s(或 lum),测量范围是0-50. Omm/s (0-500 u m)，报警范围为0-100%满量程，均是由单片机的、 10位AD芯片、10位DA芯片、精密的电压基准电路来保证。检测频率范围是5-300HZ通过 带通滤波电路来保证。由以上实施例可以看出，本实用新型实施例通过采用振动速度传感器，充分利用 单片机强大的运算和处理能力，达到了实时监测旋转机械振动的目的。并且可以自由切换 振动速度和振动位移，方便了用户选择使用。采用先进的集成电子电路，具有较好的监测准 确性和可靠性；报警延时单元的设计，避免了使用过程中的误操作。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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种振动保护装置，其特征在于，所述振动保护装置包括信号处理单元，所述信号处理单元包括依次连接的滤波器、积分器、放大器、检波器和切换器，在所述滤波器与切换器之间还并联有第二放大器和第二检波器，所述信号处理单元用于采集振动传感器输出的电信号，并将所述电信号进行滤波、积分、放大和检波处理，或进行滤波、放大和检波处理，得到振动速度或振动位移的电信号，并且根据需要经所述切换器进行自由切换输出的电信号；单片机，所述信号处理单元经数模转换器与单片机的输入端连接，所述单片机用于处理所述振动速度或振动位移电信号，并将处理后的电信号通过输出端向外发送；报警单元，包括报警器，所述报警器与所述单片接的输出端相连接，所述报警器用于当所述速度或振动位移的电信号超出预设报警值时，发出报警信号。
2.如权利要求1所述的振动保护装置，其特征在于，在所述单片机的输出端上还连接 有显示单元，所述显示单元用于显示所述单片机处理后的振动速度或振动位移的数值。
3.如权利要求2所述的振动保护装置，其特征在于，在所述单片机的输出端与所述报 警器之间还连接有报警延时单元，所述报警延时单元用于延时执行报警指令。
4.如权利要求3所述的振动保护装置，其特征在于，在所述单片机的输入端上还连接 有继电器，所述继电器用于控制振动机械的振动速度或振动位移，或控制振动机械停止振 动。
5.如权利要求4所述的振动保护装置，其特征在于，在所述单片机的输入端上还连接 有按钮或键盘的信号输入端，所述按钮或键盘位于所述振动保护装置的机壳的外表，所述 按钮或键盘用于输入设定参数。
6.如权利要求5所述的振动保护装置，其特征在于，所述信号处理单元、单片机、显示 单元、报警单元、报警延时单元分别和电源模块相连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的振动保护装置，其特征在于，所述信号处理单元、 单片机、显示单元、报警单元、报警延时单元、继电器和电源模块均通过电路板相互连接在 一起。
专利摘要本实用新型公开了一种振动监控保护装置，包括信号处理单元，用于对振动速度传感器采集的信号进行滤波、(积分、)放大和检波处理，得到处理后的振动速度信号或振动位移信号，并且根据实际需要可以自由切换振动速度信号或振动位移信号；单片机，信号处理单元经数模转换器与单片机的输入端连接，单片机用于处理所述振动速度或振动位移电信号，并将处理后的电信号通过输出端向外发送；报警单元，与信号处理单元连接，用于当所述振动信号超出预设报警值时，发出报警信号。该振动监控保护装置可通过采用可靠的振动速度传感器，充分利用单片机强大的运算和处理能力，实时监测振动的目的。
文档编号G05D19/02GK201607647SQ200920278519
公开日2010年10月13日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者夏峰, 徐志强, 缪东卫 申请人:无锡市厚德自动化仪表有限公司