本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于Android平臺(tái)的離心泵—電機(jī)振動(dòng)、溫度巡檢裝置及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

離心泵是重要的能量轉(zhuǎn)換和流體輸送裝置，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響能量是否高效的利用和工程是否順利進(jìn)行，故對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)離心泵—電機(jī)的檢測(cè)參數(shù)主要包括以下：(1)泵的潤(rùn)滑油位、油質(zhì)情況；(2)機(jī)械密封泄漏情況；(3)電機(jī)電流情況；(4)泵的出口壓力、封油壓力情況；(5)軸承箱及電機(jī)溫度、振動(dòng)情況，設(shè)備無雜音；(6)檢查泵的冷卻水是否正常；(7)檢查備泵預(yù)熱情況；(8)做好泵的盤車及運(yùn)行記錄。

其中對(duì)離心泵—電機(jī)溫度、振動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)目前主要有以下方式：

1、對(duì)離心泵—電機(jī)的溫度參數(shù)主要檢測(cè)方法：

①溫度計(jì)法；②電阻法；③埋置檢溫計(jì)法；④粘貼測(cè)溫紙法。其中溫度試驗(yàn)一般采用第一種方法，溫度傳感器為銅-康銅熱電偶，該熱點(diǎn)偶分度號(hào)為T型，測(cè)試溫度范圍在200～400℃之間。它可把溫度信號(hào)直接變成按一定規(guī)律變換的弱電壓信號(hào)，通過一塊或兩塊A/D轉(zhuǎn)換卡，與PC機(jī)直接相連，使用專門配套溫度測(cè)試軟件，即可同時(shí)測(cè)試8點(diǎn)或16點(diǎn)不同位置的溫度，并在微機(jī)顯示器上直接顯示所有測(cè)試點(diǎn)當(dāng)前和歷史記錄的溫度數(shù)值或溫度曲線。由于溫度場(chǎng)和溫度傳感器的熱慣性較大，因此，采集轉(zhuǎn)換一組數(shù)據(jù)最小間隔設(shè)置為3s即可滿足大多數(shù)的測(cè)試要求。

2、對(duì)離心泵—電機(jī)的振動(dòng)參數(shù)主要檢測(cè)方法：

①振動(dòng)儀；②振動(dòng)傳感器。其中振動(dòng)試驗(yàn)一般采用第二種方法，在試驗(yàn)臺(tái)上安裝振動(dòng)傳感器，提供傳感器所需的電壓，將振動(dòng)傳感器采集的信號(hào)通過導(dǎo)線連接到NI采集卡，同時(shí)將采集卡運(yùn)用USB連接到基于Labview環(huán)境的上位機(jī)，通過對(duì)Labview進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的采集。

上述對(duì)離心泵—電機(jī)的溫度、振動(dòng)信號(hào)的采集方式雖然比較準(zhǔn)確，但操作過程十分繁瑣、復(fù)雜，不適用于大型泵廠施工現(xiàn)場(chǎng)，故障現(xiàn)場(chǎng)等等，同時(shí)所運(yùn)用的傳感器，采集卡等價(jià)格相對(duì)昂貴，成本較高，只會(huì)運(yùn)用在相對(duì)比較昂貴的設(shè)備上，不便于推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法操作過程繁瑣，成本高，不便于推廣等問題，提出了一種信息集成度高、價(jià)格低廉、安裝方便便于推廣的振動(dòng)、溫度巡檢裝置，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于Android平臺(tái)的離心泵—電機(jī)振動(dòng)、溫度巡檢裝置，，包括基于LIS3DH芯片的離心泵—電機(jī)三軸加速度信號(hào)采集模塊(G-sensor模塊)，基于DS18B20溫度感應(yīng)芯片的溫度信號(hào)采集模塊，基于STM32微控制器數(shù)據(jù)接收、分析處理模塊，基于藍(lán)牙局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊及共享模塊，基于Android平臺(tái)的手機(jī)客戶端以及基于Labwindows環(huán)境下的上位機(jī)，兩路USB系統(tǒng)整體供電模塊。通過基于LIS3DH加速度感應(yīng)以及DS18B20溫度感應(yīng)芯片的信號(hào)采集模塊，將采集的加速度信號(hào)以及溫度信號(hào)分別運(yùn)用SPI通訊協(xié)議、ADC采樣通道，傳送至基于STM32微控制器接收、分析處理模塊，將得到的信息經(jīng)過分析、處理，通過數(shù)據(jù)通訊及共享模塊傳送至Android客戶端以及上位機(jī)，從而對(duì)離心泵的溫度及振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

1、基于LIS3DH芯片的離心泵—電機(jī)三軸加速度信號(hào)采集模塊，用LIS3DH芯片結(jié)合外圍信號(hào)濾波、放大、整形等調(diào)理電路來采集離心泵—電機(jī)在運(yùn)行過程中因振動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)，電信號(hào)通過LIS3DH芯片內(nèi)部處理計(jì)算，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的三軸加速度信號(hào)，再通過SPI通訊協(xié)議連接相應(yīng)的STM32的GPIO口將三軸加速度信號(hào)傳送至基于STM32的接收、分析處理模塊。

2、基于DS18B20溫度感應(yīng)芯片的溫度信號(hào)采集模塊，用DS18B20溫度感應(yīng)芯片結(jié)合外圍信號(hào)濾波、放大、整形等調(diào)理電路來采集離心泵—電機(jī)在運(yùn)行過程中因溫度產(chǎn)生的電信號(hào)，將電信號(hào)通過芯片內(nèi)部處理計(jì)算，將采集到的電信號(hào)通過STM32的接收、分析處理模塊的ADC采樣通道進(jìn)行采樣，根據(jù)芯片具體的溫度、電壓對(duì)應(yīng)關(guān)系，將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)化為離心泵—電機(jī)的溫度。

3、兩路USB系統(tǒng)整體供電模塊，由于芯片需求電壓不同，采取的是兩路USB供電模式可以使系統(tǒng)供電更穩(wěn)定，通過USB得到的兩路5V電壓，一路通過電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)化到3.3V提供給STM32、DS18B20芯片，將另一路電壓通過電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓芯片轉(zhuǎn)化到2.8V提供給LIS3DH芯片等其余元件。

4、根據(jù)離心泵實(shí)際運(yùn)行工況，開發(fā)相應(yīng)的Android客戶端，設(shè)置相應(yīng)顯示選項(xiàng)，Android客戶端與基于STM32控制器的數(shù)據(jù)接收、分析處理模塊之間的通訊采取兩種方式1、藍(lán)牙局域網(wǎng)：適用于管理者在廠房?jī)?nèi)與離心泵—電機(jī)距離相對(duì)較近時(shí)的情況2、GPRS廣域網(wǎng)：適用于管理者與離心泵—電機(jī)相應(yīng)距離很遠(yuǎn)的情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。上位機(jī)與于STM32控制器采取Modbus協(xié)議通過串口傳輸數(shù)據(jù)，也可以通過GPRS廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)相比傳統(tǒng)檢測(cè)方案，本裝置集成度高，成本低，性價(jià)比高；

(2)相比傳統(tǒng)檢測(cè)方案，采取二路USB供電模式使整體模塊供電更穩(wěn)定；

(3)相比傳統(tǒng)檢測(cè)方案，本裝置采取非侵入式方式，安裝方便靈活。

附圖說明

圖1裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2裝置整體模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3裝置檢測(cè)離心泵—電機(jī)振動(dòng)參數(shù)的工作流程圖；

圖4裝置檢測(cè)離心泵—電機(jī)溫度參數(shù)的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1-圖4為本發(fā)明提出的基于Android平臺(tái)的離心泵-電機(jī)振動(dòng)、溫度巡檢裝置模塊及流程示意圖。

本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)離心泵—電機(jī)振動(dòng)、溫度參數(shù)，成本高，系統(tǒng)龐大，操作復(fù)雜，界面不友好等問題，提出了一種基于Android平臺(tái)的離心泵—電機(jī)振動(dòng)、溫度巡檢裝置及檢測(cè)方法，本發(fā)明的具體實(shí)施如下：

將基于Android平臺(tái)的離心泵—電機(jī)振動(dòng)、溫度巡檢裝置通過螺栓固定在電機(jī)上，其中DS18B20溫度感應(yīng)芯片安放在靠近電機(jī)的位置，基于LIS3DH芯片的G-sensor模塊將在泵運(yùn)行的狀態(tài)下采集離心泵—電機(jī)在振動(dòng)時(shí)，電機(jī)的三軸加速度、角加速度信號(hào)，通過SPI通訊協(xié)議通過相應(yīng)的GPIO口將得到的加速度數(shù)據(jù)傳送至基于STM32的處理模塊；基于DS18B20溫度感應(yīng)芯片的溫度信號(hào)采集模塊，將采集離心泵—電機(jī)在運(yùn)行中的因溫度變化，產(chǎn)生的電壓信號(hào)，將采集的電壓信號(hào)通過STM32處理模塊的ADC采樣通道對(duì)溫度對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行采集。

通過上述方法STM32微控制器對(duì)振動(dòng)和溫度信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的采集，然后STM32微控制器對(duì)振動(dòng)和溫度信號(hào)處理，具體檢測(cè)過程如下：

1、電機(jī)振動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)

如圖3，基于LIS3DH芯片的G-sensor模塊將因離心泵—電機(jī)振動(dòng)得到的電壓信號(hào)通過芯片內(nèi)部處理，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為三軸振動(dòng)信號(hào)，通過SPI通訊協(xié)議傳送給STM32微控制器的信號(hào)是協(xié)議對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制的三軸振動(dòng)信號(hào)，通過編寫相應(yīng)的SPI協(xié)議對(duì)傳送至STM32微控制器的信號(hào)進(jìn)行解碼得到二進(jìn)制的三軸加速度信號(hào)，通過編寫STM32微控制器對(duì)應(yīng)的屏幕顯示程序，將三軸加速度參數(shù)顯示屏幕程序?qū)?yīng)的位置，根據(jù)Modbus協(xié)議編寫數(shù)據(jù)發(fā)送上位機(jī)的程序，將三軸加速度通過數(shù)組的方式順序的傳送至上位機(jī)對(duì)應(yīng)的寄存器地址，通過藍(lán)牙編寫對(duì)應(yīng)的手機(jī)客戶端數(shù)據(jù)接受協(xié)議，將數(shù)據(jù)傳送到Android客戶端對(duì)應(yīng)的APP上，從而完成三軸加速度在STM32微控制器、上位機(jī)、Android客戶端的數(shù)據(jù)共享；

2、對(duì)溫度的檢測(cè)過程：

如圖4，基于DS18B20溫度感應(yīng)芯片的溫度信號(hào)采集模塊，采集的離心泵—電機(jī)在運(yùn)行過程中因溫度產(chǎn)生的電信號(hào)，通過STM32微控制器的ADC采樣通道進(jìn)行采樣，首先對(duì)采樣的因溫度產(chǎn)生的電壓信號(hào)進(jìn)行每10次平均的處理，使得到的信號(hào)更加穩(wěn)定，同時(shí)根據(jù)芯片具體的溫度、電壓對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系，在STM32微控制器中通過編寫相應(yīng)的程序，將對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)化為離心泵—電機(jī)的溫度信號(hào)。通過編寫STM32微控制器對(duì)應(yīng)的屏幕顯示程序，將溫度參數(shù)顯示屏幕程序?qū)?yīng)的位置，根據(jù)Modbus協(xié)議編寫數(shù)據(jù)發(fā)送上位機(jī)的程序，將溫度信號(hào)通過數(shù)組的方式順序的傳送至上位機(jī)對(duì)應(yīng)的寄存器地址，通過藍(lán)牙編寫對(duì)應(yīng)的手機(jī)客戶端數(shù)據(jù)接受協(xié)議，將數(shù)據(jù)傳送到Android客戶端對(duì)應(yīng)的APP上，從而完成溫度信號(hào)在STM32微控制器、上位機(jī)、Android客戶端的數(shù)據(jù)共享；從而讓管理者實(shí)時(shí)得知離心泵—電機(jī)的振動(dòng)和溫度參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)離心泵—電機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。