专利名称：四通道振动监测保护仪的制作方法
技术领域：
四通道振动监测保护仪技术领域[0001]本实用新型涉及一种多通道同时测量被保护设备的振动监测装置。
技术背景[0002]工业领域中的大型机械设备如汽轮发电机组、水轮发电机组、压缩机组、燃气轮机、大型风机、电机等。目前，这些设备处于关键位置且价值昂贵，均需要使用在线监测装置，现有的振动在线监测装置从使用进口设备开始已经逐渐国产化，但还不能有效的多通道对设备的振动运行状况进行全面的了解。如为设备建立一套严密的振动监测分析体系。 通过连续监测设备运行的重要状态参数，及时了解设备的运行状况，为事故征兆的预诊断提供重要的数据资料，对已发生的故障进行快速的分析报警，及时指出故障信息，提醒运行人员采取必要的措施，为设备的安全运行提供可靠的保障。可准确地估计设备继续运行的可靠时间，使设备使用寿命最长和意外停机事故最�。苊夤Ｎ蓿缺Ｖち松璞傅陌踩诵�。发明内容[0003]本实用新型的目的是提出一种高可靠性的四通道振动在线监测保护装置，能够对同时对多种大型旋转机械设备进行在线实时监测和保护分析，并能实时传输给远程中心数据库。[0004]本实用新型的目的是这样实现的四通道振动监测保护仪，其特征是由四路检测�？椋扛黾觳饽？榫ù衅骱拖嘤Υ淼缏罚穆芳觳饽？槲缥辛鞔衅骱拖嘤Φ恼穸叶刃藕糯淼缏贰⑽灰拼衅骱驼穸敌藕糯淼缏贰⑿谐檀衅骱拖嘤δＤ饬啃藕糯淼缏�、振动传感器和相应振动处理电路，另设有转速传感器与相应的键相信号处理电路，A/D转换电路、开关电路和微处理器、微处理器接开关电路后控制四路振动�？楹妥俅衅饔胂嘤Φ募嘈藕糯淼缏返难⊥ǎ珹/D转换电路把数据连接至微处理器。 开关电路为信号切换电路，还设有冗余电源、以太网或串口通讯接口电路、上位机组态软件等组成。振动传感器输出的振动信号或电涡流传感器信号由微处理器控制切换开关选择不同的信号处理电路。再由整理电路把信号整理成信号采集电路能识别的直流电压，再由信号采集电路把电压信号转换成微处理器能识别的数字信号，再经过微处理器对采集的数据进行集中的运算、处理、控制。微处理器把数字信号给D/A转换电路控制输出电流模拟信号，根据设定参数阀值逻辑控制输出多路开关量信号，同时提供故障诊断系统所需的TDM 信号。微处理器驱动液晶显示，显示四路振动的振动幅值和烈度信号。并且通过以太网或则串口通讯接口电路实现数据在上位机电脑显示和参数组态。[0005]本实用新型的有益效果多通道振动监测集成了传感器技术、信号处理、计算机应用等技术的高科技产品，能够实时在线对设备的振动进行监测，主要应用于电力、石化、冶金、炼油、钢铁等工业领域中的大型机械设备，如汽轮发电机组、水轮发电机组、压缩机组、 燃气轮机、风机、电机、水泵、齿轮和滚动轴承等，它为设备建立一套严密的振动监测分析体系。
图1本实用新型的框图。图2瓦振烈度信号处理电路。图3瓦振振幅信号处理电路。图4轴振振幅信号处理电路。图5信号切换的开关电路。图6键相信号处理电路。图7微处理器电路。
具体实施方式
振动传感器输出的振动信号或电涡流传感器信号由微处理器控制切换开关选择不同的信号处理电路。再由整理电路把信号整理成信号采集电路能识别的直流电压，再由信号采集电路把电压信号转换成微处理器能识别的数字信号，再经过微处理器对采集的数据进行集中的运算、处理、控制。微处理器把数字信号给D/A转换电路控制输出电流模拟信号，根据设定参数阀值逻辑控制输出多路开关量信号，同时提供故障诊断系统所需的TDM 信号。微处理器驱动液晶显示，显示四路振动的振动幅值和烈度信号。并且通过以太网或则串口通讯接口电路实现数据在上位机电脑显示和参数组态。电涡流传感器原理电涡流传感器的外型如图所示，它的外型与普通螺栓十分相似，其头部有扁平的感应线圈，将它固定在不锈钢螺栓一端，感应线圈的引线从螺栓另一端与高频电缆相连。当头部感应线圈通上高频(1 2MHz)电流时，线圈周围产生了高频电磁�。蝗缙渲芪в薪鹗舻继澹慊嵩诮鹗舯砻娌龈杏Φ缌鳎吹缥辛鳎堇愦味桑缥辛鞑牡绱懦∮敫杏ο呷Φ牡绱懦》较蛳喾矗饬礁龃懦∠嗷サ樱谋淞烁杏ο呷Φ淖杩梗杏ο呷δ谧杩贡浠捎孟率奖硎�。Z = f ( μ、Y、r、x、I、ω )式中 μ—导磁系数；Y-电导率；r——线圈尺寸因子；χ——感应线圈与导体之间的间隙；I——励磁电流；ω —励磁电流圆周率。当金属导体结构均勻、各向同性且μ、Y、r、I、ω —定时，感应线圈阻抗Z的变化是感应线圈与金属导体之间距离的单值函数。如果当μ、γ、χ、Ι、ω —定时，增大线圈尺寸r，磁场分布范围将增大，但感应磁场强度的变化幅度减少，反之则相反。因此这种传感器的线性范围随感应线圈直径增大而加大，而传感器灵敏度(单位间隙的阻抗变化值)随感应线圈直径增大而减少。为了使感应线圈获得高频电流，应将感应线圈接入振荡回路，由此在高频振荡回路输出端可以获得间隙X有关的高频谐波，该信号经放大、检波、滤波后，便可得到一个与X值成正比的输出电压，输出电压的直流分量正比于感应线圈与金属导体之间的静态间隙；若线圈与金属板
4之间存在相对振动，则有交流电压输出，它正处于金属板与感应线圈之间的相对位移，因此这种传感器又称为位移传感器，它不但可作静态测量，例如两个物体之间的距离、金属板的厚度等，而且还可以作动态测量。电涡流传感器检波到的交直流信号是叠加在线圈的高频电源上的，如果直接将这种混频信号送到振动仪，即使采用高频电缆，也会使传感器的灵敏度显著降低，而且易受干扰。为防止这些不利影响，必须在电涡流传感器附近设置放大器、检波器和滤波器，将振动信号放大并检出后送到振动仪。这一装置称为电涡流传感器的前置器。速度传感器原理绝对式速度传感器是目前较常见的一种振动传感器，它的工作原理实际上是一个往复式永磁小发电机。绝对式传感器的结构如图所示当传感器的外壳6固定在振动物体上时，整个传感器跟着振动物体一起振动，而处在空气间隙内的振动线圈7是用很软的簧片1、8固定在外壳上的，其自振频率ωη较低。 当自振频率ω ^ 1.5ωη时，动线圈处在相对(相对与传感器外壳)静止状态，线圈与磁钢之间发生相对运动，动线圈切割磁力线而产生感应电势E E=BL ν式中 B——磁场强度L——感应线圈磁场强度ν——相对运动速度当B、L 一定时，输出电势E正比于振动速度V，所以称它为速度传感器。又因为其振动的相对速度是相对于空间某一静止点而言，故又称绝对式速度传感器。瓦振振幅信号处理电路振动传感器信号通过积分电路实现低通滤波隔离高频信号，再经放大电路放大信号，最后通过真有效值转换电路转变成直流信号送到A/D模数转换电路处理。瓦振振幅信号处理电路振动传感器信号通过积分电路实现低通滤波隔离高频信号，再经放大电路放大信号，最后通过线性整流电路转变成直流信号送到A/D模数转换电路处理。轴振振幅信号处理电路振动传感器信号通过积分电路实现低通滤波隔离高频信号，再经放大电路放大信号，最后通过线性整流电路转变成直流信号送到A/D模数转换电路处理。振动传感器输出的各路振动信号连接切换开关电路，各路振动信号连接整理电路，并输出同步A/D转换电路能识别的电压信号，再由同步A/D转换电路将电压信号转换成数字信号分别连接锁相倍频电路和微处理器。其他信号转换电路行程信号处理电路555电路产生1000Hz的激励电压给行程传感器内部的两组线圈，通过传感器铁心的移动使得传感器的两组线圈上的电压差改变，再通过二极管和电容的整流滤波形成直流信号送运算放大电路处理，最后送到A/D模数转换电路处理。键相信号处理电路转速传感器信号通过3DJ7G把信号放大并经比较器LM311转换成方波后输入光藕，光藕的输出锁相倍频电路。信号整理和模数转换电路传感器信号通过信号处理电路变成模数转换器识别的直流量，然后通过模数转换电路输出给微处理器。[0042]锁相倍频电路及微处理器电路电涡流传感器或则转速传感器把设备转速信号送给键相信号处理电路，处理完的键相脉冲信号送给锁相倍频电路，对键相进行锁相倍频，同时发送控制信号给同步A/D转换电路，让A/D转换电路把数据送给微处理器。利用本实用新型制备成JM-B-6X四通道振动监测保护仪，主要由传感器(包括 振动传感器、电涡流传感器)、输入接口电路、瓦振烈度信号处理电路、瓦振幅值信号处理电路、轴振幅值信号处理电路、键相处理电路、信号切换电路、信号采集电路、高集成处理器、 液晶显示及状态指示电路、开关量输出电路、模拟量输出电路、数据存储电路、同步缓冲信号输出电路、冗余电源、上位机组态软件等组成。振动传感器输出的振动信号或电涡流传感器信号由微处理器控制切换开关选择不同的信号处理电路。再由整理电路把信号整理成信号采集电路能识别的直流电压，再由信号采集电路把电压信号转换成微处理器能识别的数字信号，再经过微处理器对采集的数据进行集中的运算、处理、控制。微处理器把数字信号给D/A转换电路控制输出电流模拟信号，根据设定参数阀值逻辑控制输出多路开关量信号，同时提供故障诊断系统所需的TDM 信号。微处理器驱动另设有的液晶显示，显示四路振动的振动幅值和烈度信号。并且可以通过以太网或则串口通讯接口电路实现数据在上位机电脑显示和参数组态。本实用新型四通道振动监测保护仪是集成了传感器技术、信号处理、计算机应用、 通讯等技术的高科技产品，主要应用于电力、石化、冶金、炼油、钢铁等工业领域中的大型机械设备，如汽轮发电机组、水轮发电机组、压缩机组、燃气轮机、风机、电机、水泵、齿轮和滚动轴承等，它为设备建立一套严密的振动监测分析体系。系统通过连续监测设备运行的重要状态参数，及时了解设备的运行状况，及时指出故障信息，提醒运行人员采取必要的措施，为设备的安全运行提供可靠的保障。
权利要求1.四通道振动监测保护仪，其特征是包括四路检测�？椋扛黾觳饽？榫ù衅骱拖嘤Υ淼缏罚穆芳觳饽？槲缥辛鞔衅骱拖嘤Φ恼穸叶刃藕糯淼缏贰⑽灰拼衅骱驼穸敌藕糯淼缏�、行程传感器和相应模拟量信号处理电路、振动传感器和相应振动处理电路，另设有转速传感器与相应的键相信号处理电路、A/D转换电路、开关电路和微处理器、微处理器接开关电路后控制四路振动�？楹妥俅衅饔胂嘤Φ募嘈藕糯淼缏返难⊥ǎ珹/D转换电路把数据连接至微处理器。
专利摘要四通道振动监测保护仪，由四路检测�？椋扛黾觳饽？榫ù衅骱拖嘤Υ淼缏罚穆芳觳饽？槲缥辛鞔衅骱拖嘤Φ恼穸叶刃藕糯淼缏�、位移传感器和振动幅值信号处理电路、行程传感器和相应模拟量信号处理电路、振动传感器和相应振动处理电路，另设有转速传感器与相应的键相信号处理电路，A/D转换电路、开关电路和微处理器、微处理器接开关电路后控制四路振动�？楹妥俅衅饔胂嘤Φ募嘈藕糯淼缏返难⊥ǎ珹/D转换电路把数据连接至微处理器。多通道振动监测集成了传感器技术、信号处理、计算机应用等技术的高科技产品，能够实时在线对设备的振动进行监测，主要应用于电力等部门。
文档编号G01H11/06GK202274924SQ20112040361
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者华洪斌, 夏惠兴 申请人:夏惠兴
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
