專利名稱：電子振動開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋轉機械保護裝置，具體涉及一種用于測量機械振動的加速度、速度和位移的電子振動開關。
背景技術：
旋轉機械廣泛應用于電力、石化、冶金、制造、航空等幾乎所有的工業(yè)領域，是生產(chǎn)中的關鍵設備，對安全生產(chǎn)影響很大。實際應用中，由于存在許多例如磨損等無法避免的因素，旋轉機械經(jīng)常會出現(xiàn)各種故障，以致降低或失去其預定的功能，甚至可能引發(fā)嚴重的事故，造成巨大的經(jīng)濟損失乃至人員傷亡，產(chǎn)生嚴重的社會影響。振動時引起旋轉機械設備故障的主要原因，而且不同種類的故障會在振動的信號上有所表現(xiàn)。因此，為減少上述情況的發(fā)生，保證機械設備的安全高效運行，對旋轉機械進行振動監(jiān)測顯得尤為重要。

實用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種電子振動開關，可以測量設備的機械振動的加速度、速度和/或位移，在出現(xiàn)異常時報警，從而對設備起到保護作用。本實用新型采用的技術方案為一種電子振動開關，包括按被檢測信號傳遞方向順序連接的模擬信號前端預處理電路、A/D轉換電路、CPU電路、D/A轉換電路和模擬量電流輸出電路，所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端設有傳感器輸入端子，所述傳感器輸入端子為機械振動加速度信號、速度信號和/或位移信號輸入端子，所述電子振動開關還包括內(nèi)置的傳感器，所述內(nèi)置的傳感器的信號輸出端連接所述A/D轉換電路的信號輸入端，所述內(nèi)置的傳感器為檢測機械振動的加速度、速度和/或位移的傳感器。所述電子振動開關還可以設有原始信號緩沖輸出電路，所述原始信號緩沖輸出電路的信號輸入端連接所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端。所述模擬量電流輸出電路的輸出端可以采用冗余的4 20mA有源輸出端子，優(yōu)選包括兩個獨立的電流輸出端子。所述CPU電路可以連接有與其雙向通信的通訊電路，所述通訊電路優(yōu)選通過RS485與上位機進行通信。所述CPU電路還可以連接有鍵盤控制電路，所述鍵盤控制電路的控制信號輸出端連接所述CPU電路的相應的控制信號輸入端，所述鍵盤控制電路的控制信號輸入端可以連接有控制鍵盤。所述CPU電路還可以連接有LED顯示電路，所述LED顯示電路的信號輸入端連接所述CPU電路的顯示信號輸出端，所述LED顯示電路可以設有顯示終端。所述CPU電路還可以連接有報警輸出電路，所述報警輸出電路的報警信號輸入端連接所述CPU電路的報警信號輸出端，所述報警輸出電路的報警信號輸出端可以連接有報警兀件。所述CPU電路還可以連接有繼電器電路，所述繼電器電路的指令信號輸入端連接所述CPU電路的相應的指令信號輸出端。所述CPU電路還可以連接有電源電路，所述電源電路優(yōu)選設有兩個獨立的電源輸入端子，分別對應24VDC和220VAC輸入。所述電子振動開關還可以設有殼體，各電路安裝在所述殼體內(nèi)，所述冗余的4 20mA有源輸出端子、傳感器輸入端子、內(nèi)置的傳感器的檢測端子、控制鍵盤、顯示終端、報警元件、原始信號緩沖輸出電路的輸出端子、通訊電路的通信接口、繼電器電路的輸出端子和電源輸入端子均可以安裝在所述殼體的面板上。本實用新型的有益效果本實用新型可以通過安裝在機械設備上的傳感器或者內(nèi)置的傳感器采集機械設備的機械振動的加速度、速度和/或位移信號，通過A/D轉換電路轉換為可以被CPU電路識別和分析的信號，由CPU電路進行運算形成數(shù)字量的機械振動的加速度、速度和/或位移信號，經(jīng)D/A轉換電路轉換成模擬信號，送入模擬量電流輸出電路處理成適宜于輸出的電流信號進行電流輸出，以便進行顯示和監(jiān)控；由于在振動異常的情況，CPU電路還會生成數(shù)字報警信號送入報警控制電路，通過報警元件進行報警，由此實現(xiàn)了對機械設備振動狀況的在線監(jiān)控和實時報警，在機械設備出現(xiàn)異常振動時，及時發(fā)現(xiàn)問題并提醒有關人員進行處理，并可以通過信號電流的輸出控制適宜的設備進行必要的動作，進行振動狀態(tài)的記錄，監(jiān)視以及對機械設備進行停車等控制，為問題的及時發(fā)現(xiàn)和處理提供有利條件，有助于設備的正常運行，有助于減低設備的損壞，避免事故的發(fā)生。

圖1為本實用新型的內(nèi)部電路框圖；圖2為本實用新型的外部結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1和圖2，本實用新型提供了一種電子振動開關，包括按被檢測信號傳遞方向順序連接的模擬信號前端預處理電路、A/D轉換電路、CPU電路、D/A轉換電路和模擬量電流輸出電路，所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端設有傳感器輸入端子，所述傳感器輸入端子為機械振動加速度信號、速度信號和/或位移信號輸入端子，用于連接安裝在機械設備上的加速度輸出型傳感器、速度輸出型傳感器和/或位移輸出型傳感器，米集機械振動的加速度、速度和/或位移信號，所述電子振動開關還包括內(nèi)置的傳感器，所述內(nèi)置的傳感器的信號輸出端連接所述A/D轉換電路的信號輸入端，所述內(nèi)置的傳感器為檢測機械振動的加速度、速度和/或位移的傳感器，以便于可以通過所述的內(nèi)置的傳感器直接對機械設備進行檢測，在實際應用中，可以選擇上述兩種檢測方式中的任意一種對機械設備進行檢測。由于本實用新型提供了模擬信號前端預處理電路、A/D轉換電路、CPU電路、D/A轉換電路和模擬量電流輸出電路的完整通路，可以實現(xiàn)機械振動加速度、速度和/或位移信號的在線自動采集。所述電子振動開關還可以設有原始信號緩沖輸出電路，所述原始信號緩沖輸出電路的信號輸入端連接所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端，用于在通過設置在機械設備上的傳感器采集信號時，輸出原始的未經(jīng)其他電路處理的模擬信號，以保持信號的真實性，避免信息丟失，這些輸出可以供其他監(jiān)控儀器使用。所述原始信號緩沖輸出是指傳感器輸出的、未經(jīng)濾波處理的原始信號。所述模擬量電流輸出電路的輸出端可以采用冗余的4 20mA有源輸出端子1，優(yōu)選包括兩個獨立的電流輸出端子，當一個輸出端子失效時可以使用另一個輸出端子，提高系統(tǒng)的可靠性。所述CPU電路可以連接有與其雙向通信的通訊電路，所述通訊電路優(yōu)選通過RS485與上位機進行通信，使得上位機通過配置軟件可以對所述電子振動開關進行組態(tài)設置，也可以實時讀取所述電子振動開關的狀態(tài)和輸出的數(shù)據(jù)或信息。另外多個所述電子振動開關可以依靠所述通訊電路通過Modbus RTU協(xié)議組成一個網(wǎng)絡，以便實現(xiàn)全面監(jiān)控，不同的所述電子振動開關可以通過不同的ID號進行區(qū)分。所述CPU電路還可以連接有鍵盤控制電路，所述鍵盤控制電路的控制信號輸出端連接所述CPU電路的相應的控制信號輸入端，所述鍵盤控制電路的控制信號輸入端可以連接有控制鍵盤，以實現(xiàn)人工參數(shù)設置和控制。所述CPU電路還可以連接有LED顯示電路，所述LED顯示電路的信號輸入端連接所述CPU電路的顯示信號輸出端，所述LED顯示電路可以設有顯示終端2，所述顯示終端為發(fā)光二極管和/或LED顯示器，用于系統(tǒng)的正常狀態(tài)顯示和通訊狀態(tài)顯示等。所述CPU電路還可以連接有報警輸出電路，所述報警輸出電路的報警信號輸入端連接所述CPU電路的報警信號輸出端，所述報警輸出電路的報警信號輸出端可以連接有報警元件，優(yōu)選所述報警元件為所述顯示終端中的一個顯示元件或多個顯示元件，通過適宜的方式進行報警或實現(xiàn)多種形式的報警。所述控制鍵盤上的按鍵3可以包括系統(tǒng)復位按鍵、“ + ”按鍵和按鍵，所述按鍵配合所述報警元件可以用于設置開關報警值，系統(tǒng)報警值的設置并不僅限于通過按鍵，也可以通過通信接口和上位機配置軟件進行設置，相應地，報警復位/旁路/倍增均可以現(xiàn)場控制或通過上位機遙控控制。所述電子振動開關可以測量設備的機械振動加速度、速度和/或位移信號，靈敏地監(jiān)測機械設備的異常振動并及時報警，從而對設備起到保護作用。當所采集的振動參量經(jīng)所述CPU電路的比較、分析后判定進入報警范圍，如大于設定報警上限或小于設定的報警下限時由所述報警輸出電路報警，輔助操作人員及時獲得相關信息，提示其提前加以維護、修理，從而有效地避免重大事故的發(fā)生。所述CPU電路還可以連接有繼電器電路，所述繼電器電路的指令信號輸入端連接所述CPU電路的相應的指令信號輸出端，通過所述繼電器電路控制繼電器動作，以實現(xiàn)根據(jù)設備的振動狀況對相關設備的工作狀態(tài)進行控制。所述CPU電路還可以連接有電源電路，所述電源電路優(yōu)選設有兩個獨立的電源輸入端子4，分別對應24VDC和220VAC輸入，使用時可以選擇其中的一種供電方式，當一個電源輸入失效時，可以采用另一個繼續(xù)為所述電子振動開關提供電源，提高了供電系統(tǒng)的可靠性。所述電子振動開關還可以設有殼體，各電路可以安裝在所述殼體內(nèi)，所述冗余的4 20mA有源輸出端子、傳感器輸入端子、內(nèi)置的傳感器的檢測端子、控制鍵盤、顯示終端、報警元件、原始信號緩沖輸出電路的輸出端子5、通訊電路的通信接口 6、繼電器電路的輸出端子和電源輸入端子均可以安裝在所述殼體的面板上，以方便進行操作和控制。本實用新型在使用時，可以將安裝在機械設備上的傳感器接入所述傳感器輸入端子，所述原始信號緩沖輸出電路輸出原始信號，傳感器檢測到的信號經(jīng)所述模擬信號前端預處理電路處理后輸入所述A/D轉換電路，或者可以直接通過所述內(nèi)置的傳感器采集機械振動參量輸入給所述A/D轉換電路，模擬信號通過所述A/D轉換電路轉換后將數(shù)字信號輸入到所述CPU電路，處理后輸出相應的報警狀態(tài)，驅動所述繼電器電路工作，并經(jīng)過所述D/A轉換電路和模擬量電流輸出電路輸出相應的電流值，所述電子振動開關的狀態(tài)和輸出的數(shù)據(jù)或信息可以通過所述通訊電路傳輸給上位機。本實用新型具有價格低廉、保護可靠、安裝方便和抗干擾能力強等優(yōu)點，主要適用于減速機、離心分離機、電動機、熱交換器、發(fā)電機、活塞壓氣機、壓縮機、工業(yè)風扇等旋轉機械。
權利要求1.一種電子振動開關，其特征在于包括按被檢測信號傳遞方向順序連接的模擬信號前端預處理電路、A/D轉換電路、CPU電路、D/A轉換電路和模擬量電流輸出電路，所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端設有傳感器輸入端子，所述傳感器輸入端子為機械振動加速度信號、速度信號和/或位移信號輸入端子，所述電子振動開關還包括內(nèi)置的傳感器，所述內(nèi)置的傳感器的信號輸出端連接所述A/D轉換電路的信號輸入端，所述內(nèi)置的傳感器為檢測機械振動的加速度、速度和/或位移的傳感器。
2.如權利要求1所述的電子振動開關，其特征在于其還設有原始信號緩沖輸出電路，所述原始信號緩沖輸出電路的信號輸入端連接所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端。
3.如權利要求2所述的電子振動開關，其特征在于所述模擬量電流輸出電路的輸出端采用冗余的4 20mA有源輸出端子，包括兩個獨立的電流輸出端子。
4.如權利要求3所述的電子振動開關，其特征在于所述CPU電路連接有與其雙向通信的通訊電路，所述通訊電路通過RS485與上位機進行通信。
5.如權利要求4所述的電子振動開關，其特征在于所述CPU電路還連接有鍵盤控制電路，所述鍵盤控制電路的控制信號輸出端連接所述CPU電路的相應的控制信號輸入端，所述鍵盤控制電路的控制信號輸入端連接有控制鍵盤。
6.如權利要求5所述的電子振動開關，其特征在于所述CPU電路還連接有LED顯示電路，所述LED顯示電路的信號輸入端連接所述CPU電路的顯示信號輸出端，所述LED顯示電路設有顯示終端。
7.如權利要求1、2、3、4、5或6所述的電子振動開關，其特征在于所述CPU電路還連接有報警輸出電路，所述報警輸出電路的報警信號輸入端連接所述CPU電路的報警信號輸出端，所述報警輸出電路的報警信號輸出端連接有報警元件。
8.如權利要求7所述的電子振動開關，其特征在于所述CPU電路還連接有繼電器電路，所述繼電器電路的指令信號輸入端連接所述CPU電路的相應的指令信號輸出端。
9.如權利要求8所述的電子振動開關，其特征在于所述CPU電路還連接有電源電路，所述電源電路設有兩個獨立的電源輸入端子，分別對應24VDC和220VAC輸入。
10.如權利要求9所述的電子振動開關，其特征在于其還設有殼體，各電路安裝在所述殼體內(nèi)，所述傳感器輸入端子、內(nèi)置的傳感器的檢測端子、報警元件、繼電器電路的輸出端子和電源輸入端子均安裝在所述殼體的面板上。
專利摘要本實用新型涉及一種電子振動開關，包括按被檢測信號傳遞方向順序連接的模擬信號前端預處理電路、A/D轉換電路、CPU電路、D/A轉換電路和模擬量電流輸出電路，所述模擬信號前端預處理電路的信號輸入端設有傳感器輸入端子，所述電子振動開關還包括原始信號緩沖輸出電路、報警電路和內(nèi)置的傳感器，所述內(nèi)置的傳感器的信號輸出端連接所述A/D轉換電路的信號輸入端。采用本實用新型可以在設備振動異常時，及時發(fā)現(xiàn)問題，提醒有關人員進行處理，并可以控制適宜的設備進行必要的動作，進行振動狀態(tài)的記錄，監(jiān)視以及對機械設備進行停車等控制，為問題的及時發(fā)現(xiàn)和處理提供有利條件，有助于設備的正常運行，有助于減低設備的損壞，避免事故的發(fā)生。
文檔編號G05B19/048GK202916000SQ20122054120
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權日2012年10月22日
發(fā)明者鄒文莉 申請人:北京鴻瑞辰星科技有限公司