一種采用WiFi通訊技術(shù)的無(wú)線振動(dòng)傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的獲取、采集與傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用WiFi通訊技術(shù)的無(wú)線振動(dòng)傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及專家系統(tǒng)的不斷發(fā)展和成熟，旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，已經(jīng)成為旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)分析的一個(gè)重要技術(shù)手段。目前，針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的本體、電機(jī)、軸承及其齒輪箱等部件常見(jiàn)的振動(dòng)故障，有著較為系統(tǒng)和完善的診斷方法，借助振動(dòng)診斷技術(shù)，可以提高這些旋轉(zhuǎn)設(shè)備的可靠性和可用度，對(duì)設(shè)備或機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到非常重要的作用。
[0003]旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷首要條件是獲取被監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)，也就是如何使用敏感原件將設(shè)備的振動(dòng)反應(yīng)出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成后續(xù)可以處理的電信號(hào)，最終轉(zhuǎn)換成可以在計(jì)算機(jī)上處理的數(shù)字信號(hào)。出于建設(shè)成本控制考慮和技術(shù)成熟度等原因，早期的旋轉(zhuǎn)機(jī)械上振動(dòng)傳感器一般安裝較少，有些大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在出廠時(shí)已經(jīng)安裝了振動(dòng)傳感器，而絕大多數(shù)輔助設(shè)備上都沒(méi)有安裝振動(dòng)傳感器。對(duì)于這些輔機(jī)實(shí)施振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，目前普遍采用的是使用專用振動(dòng)檢測(cè)儀器定期檢測(cè)與分析的方式。專用振動(dòng)檢測(cè)儀器、配套有線振動(dòng)傳感器，在振動(dòng)測(cè)量時(shí)，使用磁座或其他安裝方式將振動(dòng)傳感器臨時(shí)固定在被測(cè)設(shè)備的表面，設(shè)備的振動(dòng)經(jīng)過(guò)振動(dòng)傳感器感知，被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過(guò)連接信號(hào)線傳輸?shù)秸駝?dòng)檢測(cè)儀器中，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，變成數(shù)字信號(hào)，然后在振動(dòng)檢測(cè)儀上進(jìn)行振動(dòng)分析或者將采集到的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在振動(dòng)檢測(cè)儀上，最后再傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，做進(jìn)一步的處理或分析。這種振動(dòng)檢測(cè)方式在不增加投資的情況下擴(kuò)大了振動(dòng)分析技術(shù)所涵蓋設(shè)備的范圍，但缺乏靈活性。如，測(cè)量振動(dòng)信號(hào)的位置受傳感器電纜長(zhǎng)度、測(cè)量人員位置等條件限制；傳感器信號(hào)電纜過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致傳感器頭部受力增加，影響其與設(shè)備表面的貼合度，進(jìn)而影響振動(dòng)信號(hào)的準(zhǔn)確性；如果只是臨時(shí)增加某設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)頻率，則必須通過(guò)人員頻繁到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用WiFi通訊技術(shù)的無(wú)線振動(dòng)傳感器，該傳感器整體重量滿足不影響傳感器頻率響應(yīng)的要求，最終向外界傳輸出振動(dòng)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)，配合具有WiFi通訊功能的手持設(shè)備，遵循約定的信號(hào)處理規(guī)約，即可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的無(wú)線傳輸。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種采用WiFi通訊技術(shù)的無(wú)線振動(dòng)傳感器，所述無(wú)線振動(dòng)傳感器固定在被測(cè)設(shè)備表面，包括布置在整個(gè)傳感器內(nèi)底部的將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的敏感原件1，與敏感原件I連接的將敏感原件I傳輸來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換單元2，與A/D轉(zhuǎn)換單元2通過(guò)數(shù)據(jù)與控制總線10雙向通訊連接的中央處理單元3，與中央處理單元3通過(guò)數(shù)據(jù)與控制總線1雙向通訊連接的采用WiFi通訊技術(shù)的通訊模塊4，與通訊模塊4連接的WiFi天線6，還包括與中央處理單元3通過(guò)數(shù)據(jù)與控制總線10連接的電源管理模塊5，電源管理模塊5通過(guò)供電線路與所述敏感原件I和A/D轉(zhuǎn)換單元2連接。
[0007]所述無(wú)線振動(dòng)傳感器采用磁座的安裝方式直接吸附在被測(cè)設(shè)備表面或采用螺絲剛性連接安裝的方式固定在被測(cè)設(shè)備響應(yīng)的振動(dòng)測(cè)量位置上。
[0008]所述WiFi天線6布置在滿足IP65需求的IP65外殼8中。
[0009]所述WiFi天線6沿IP65外殼8的內(nèi)部環(huán)形布置。
[0010]所述IP65外殼8的形狀為圓柱體。
[0011 ] 所述敏感原件I采用ICP敏感原件。
[0012]本實(shí)用新型主要針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析診斷技術(shù)的特點(diǎn)，與現(xiàn)有技術(shù)的核心區(qū)別主要有:
[0013](I)本實(shí)用新型安裝便捷。對(duì)于臨時(shí)測(cè)量，可采用磁座的安裝方式，直接吸附在被測(cè)設(shè)備表面，不受傳感器信號(hào)電纜的長(zhǎng)度限制，就不會(huì)發(fā)生由于信號(hào)電纜的晃動(dòng)造成振動(dòng)傳感器與設(shè)備表面解除不牢、影響振動(dòng)信號(hào)準(zhǔn)確度的現(xiàn)象；對(duì)于長(zhǎng)期測(cè)量，可采用通過(guò)螺絲剛性連接安裝的方式固定在被測(cè)設(shè)備響應(yīng)的振動(dòng)測(cè)量位置上。
[0014](2)本實(shí)用新型提高了設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析的靈活性。按需安裝臨時(shí)測(cè)量，通過(guò)WiFi實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)傳輸，這時(shí)的使用方式與有線振動(dòng)傳感器相似，只不過(guò)沒(méi)有與數(shù)據(jù)采集終端相連的信號(hào)電纜；臨時(shí)加強(qiáng)對(duì)某設(shè)備的振動(dòng)測(cè)量時(shí)，可以根據(jù)測(cè)量或監(jiān)測(cè)要求固定安裝，巡檢人員定期使用手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端采集振動(dòng)數(shù)據(jù)，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測(cè)量效率；如果需要更加長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，可以將本實(shí)用新型的傳感器固定安裝，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行組網(wǎng)，在不需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)，再拆下來(lái)，用到需要的地方。
[0015](3)本實(shí)用新型在數(shù)據(jù)傳輸方面具有天然的普適性和靈活性。區(qū)別于目前已有的采用ZigBee無(wú)線通訊的傳感器，本實(shí)用新型采用通用的WiFi通訊模式，不必專門組網(wǎng)，如果工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有WiFi熱點(diǎn)，可直接接入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的WiFi網(wǎng)絡(luò)，作為一個(gè)振動(dòng)采集結(jié)點(diǎn)直接向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的服務(wù)器發(fā)送振動(dòng)信號(hào)采集數(shù)據(jù)；如果工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有WiFi熱點(diǎn)，可以采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的WiFi方式，直接向手持或固定的數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送振動(dòng)信號(hào)采集數(shù)據(jù)。
[0016](4)本實(shí)用新型對(duì)振動(dòng)信號(hào)的采集與處理做了高度集成。本實(shí)用新型將振動(dòng)信號(hào)的感知、傳輸、處理、采集、加工、打包等這些原本分散的信號(hào)處理環(huán)節(jié)及其相應(yīng)的處理元都集成在傳感器內(nèi)完成，這些環(huán)節(jié)一一傳感器(感知振動(dòng)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào))、信號(hào)電纜(從傳感器向后續(xù)單元傳輸電信號(hào))、前置器(對(duì)電信號(hào)做模擬濾波、放大等預(yù)處理)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào))、中央處理單元(各單元的協(xié)調(diào))以及通訊單元(傳輸數(shù)字信號(hào))一一已經(jīng)發(fā)展得比較成熟、并已有成熟的產(chǎn)品和應(yīng)用，本實(shí)用新型的高集成度大大縮小了振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)的體積，擴(kuò)大了振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析技術(shù)的應(yīng)用范圍。
[0017](5)本實(shí)用新型對(duì)后續(xù)數(shù)據(jù)采集終端的硬件配置要求較低。由于本實(shí)用新型輸出的已經(jīng)是振動(dòng)波形的數(shù)字信號(hào)，后續(xù)的采集終端的功能實(shí)際僅僅是遵循公開(kāi)的通訊規(guī)約，獲取本實(shí)用新型發(fā)出的信號(hào)而已，將后續(xù)的采集稱為接收終端更為恰當(dāng)。因此，通訊終端無(wú)論是采用智能手機(jī)、平板電腦或者筆記本電腦，只要具有WiFi功能，就可以通過(guò)運(yùn)行相應(yīng)的采集軟件獲得振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)需求做進(jìn)一步的分析，或者通過(guò)相應(yīng)的配置軟件對(duì)傳感器的頻響參數(shù)、是否實(shí)施模擬積分、是否實(shí)施數(shù)字積分、采樣頻率、采樣長(zhǎng)度、傳感器ID、IP地址、休眠喚醒等進(jìn)行控制。
[0018](6)本實(shí)用新型所采用的WiFi通訊技術(shù)的規(guī)約為公開(kāi)的。目前市場(chǎng)上