[發明專利]振動信號無線收集裝置

在審

• 申請號: 201310551863.3
• 申請日: 2013-11-09
• 公開（公告）號: CN103592020A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 嚴志杰
• 申請（專利權）人: 嚴志杰
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08;G08C17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及振動信號監測技術，尤其涉及一種振動信號無線收集裝置。?

背景技術

機械振動是工程技術和日常生活中常見的現象。在大多數的情況下，機械振動是有害的。但振動也有可以被利用的一面，如振動機械具有能耗少、效率高、結構簡單的特點。機械運轉中的振動及其產生的噪聲，一般都具有相同的頻率組成。振動測試在生產和科研的許多方面都占有重要地位。振動測試大致可分為兩類：?1、測量設備和結構所存在的振動，目的是監測工況、估計振源、評價運轉質量等。?2、對設備或結構施加某種激勵，使其產生振動，然后測量其振動，目的是研究設備或結構的力學動態特性。由此可見，振動時產生的振動信號對于工業中很多領域都具有極其重要的意義，如汽車制造領域、航空航天領域、醫療領域、地震監測領域等等。?

目前，振動信號的接收方式有很多種，常見是利用傳感器技術來接收振動信號，即在振動物體上安置傳感器，利用傳感器來接收振動的機械量，并將其轉換成電量（如電動勢、電荷、及其它電量），由此對物體的振動周期及頻率進行計算，基于這種方式的振動信號收集裝置通常比較復雜，成本較高，例如當需要對一定距離內的未知振源所產生的振動信號進行無線接收并計算、分析時，若采用現有的信號收集方式將會增加成本，而且很多實際應用領域中根本無法完全適用。?

因此，確有必要提供一種振動信號無線收集裝置來解決上述技術問題。?

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種振動信號無線收集裝置，其能接收振動信號并將其轉換成電流信號，從而進行周期、頻率的計算，其結構簡單、成本低廉，可廣泛應用于多個領域。?

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種振動信號無線收集裝置，包括一接收振動信號的金屬板、連接所述金屬板的壓電放大器、與所述壓電放大器連接的電流放大器、遮罩于所述壓電放大器和電流放大器外圍的金屬外殼；所述金屬板在收到振動信號時發生共振并產生電勢，并經所述壓電放大器和電流放大器將電勢最終轉換成電流信號。?

作為本技術方案的進一步改進，所述金屬板通過引線與所述壓電放大器連接；所述引線包括同時連接至所述壓電放大器的輸入主線及輸入副線，所述輸入主線直接連接所述金屬板，而所述輸入副線與金屬板之間則連接有一電容。?

作為本技術方案的進一步改進，所述電容為10nf的電容。?

作為本技術方案的進一步改進，所述金屬外殼接地；所述金屬板對距離1m以內的振動信號產生共振。?

與現有技術相比，本發明振動信號無線收集裝置利用空氣為介質，通過金屬板的共振接收振動信號，從而使金屬板產生高低不同的電勢，進而將電勢轉換成電流信號，以得出物體振動的周期，以及間接計算頻率，其結構、原理簡單，制造成本低廉，具有很廣的應用范圍及極佳的經濟性。?

附圖說明

圖1為本發明振動信號無線收集裝置的示意圖。?

圖2為本發明振動信號無線收集裝置在汽車領域的應用示意圖。?

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明提供一種振動信號無線收集裝置100，其包括一金屬板10、連接所述金屬板10的壓電放大器20、與所述壓電放大器20連接的電流放大器30、遮罩于所述壓電放大器20和電流放大器30外圍的金屬外殼40。?

所述金屬板10為厚度0.1mm的銅板，其銅板表面包裹有絕緣紙，用于實現隔離，防止金屬板10附近的其他電勢信號的干擾。該金屬板10作為感應板，用于接收振動信號，且所述金屬板10通過引線11與所述壓電放大器20連接。值得注意的是，在本發明最佳實施方式中，所述引線11包括同時連接至所述壓電放大器20的輸入主線（未圖示）及輸入副線（未圖示），其中，所述輸入主線直接連接所述金屬板10，而所述輸入副線與金屬板之間則連接有一10nf的電容，實現信號的傳播。?

在本發明最佳實施方式中，所述壓電放大器20為一壓電拾音器（如Fishman拾音器），所述壓電放大器20不同于OP放大器（即運算放大器），它能將無限內阻的電壓信號放大成電流信號，最后接入電流放大器30，即可完成。?

由于壓電效應是特殊材質的形變引起的電勢差現象，但是這種特殊材質不只是壓電陶瓷而是具有導電性的所有金屬。由于運動是相對的，也就是說任何物體發生形變和恢復形變都能產生電勢的變化。當受到機械波形變時，金屬板10內部電勢變小，恢復形變時內部電勢變大。而連續的振動產生的是交流電，以小球測試為例，在試驗中，當小球靠近時金屬銅板電勢變小，小球離開時金屬銅板恢復形變且電勢變大。?