[發明專利]一種基于ADXL210的大型機床校準振動檢測系統

在審

• 申請號: 201610585482.0
• 申請日: 2016-07-24
• 公開（公告）號: CN107655562A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 趙寶瀛
• 申請（專利權）人: 趙寶瀛
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種檢測系統，尤其涉及一種基于ADXL210的大型機床校準振動檢測系統。

背景技術

大型機床隨著使用年限的增長與外部氣候環境等諸多因素的影響，校準空速需要修正由于空氣可壓縮性產生的誤差，如果采用傳統的檢測方法，不但效率低而且對于突發性事件的預警能力也不足，因此，需要設計開發一種大型機床校準振動多參數檢測網絡，來實現對大型機床工作速度的實時監測與預警。

運行速度是大型機床工作過程中最重要的參數之一，是由空速系統來測定的。對于空速測定系統，無法避免的存在著一定的位置誤差，空速管可以對前方來流的總壓和外界大氣的靜壓，再通過靜壓以及總壓和靜壓間的差值分別計算得出壓力高度和指示空速。但由于在實際工作過程中，大型機床對來流的干擾不能準確獲得靜壓，難以真實反映大型機床在工作高度上的大氣靜壓，進而將誤差帶入到了指示中。校準系統就是找出該機床測定高度、速度時產生的誤差。采用大型機床工作振動檢測的方法來判別大型機床校準系統的有效程度，其優點是：振動檢測方便實施，利用大型機床工作中的振動參數就能實現，因此不會影響大型機床其他系統的正常工作；多點振動檢測可以對空速誤差準確檢測，并有效識別大型機床結構的整體動力特性。當大型機床工作在特殊區域，其固有頻率會發生變化，基于固有頻率的變化對大型機床校準檢測是最容易實現也是最準確的方法。在大型機床工作速度誤差發生之前將其劃分為若干單元，可利用該單元損傷前的固有頻率與損傷后的固有頻率變化之比進行損傷定位;高階頻率的變化能更好地反映大型機床工作過程中由于干擾而造成的工作振動的變化。通過研究得出結論，對大型機床工作振動的固有頻率檢測方法是比較簡單的，而且精度很高，受測量噪聲的影響較小。

發明內容

本發明的目的是針對大型機床在工作過程中校準系統人工檢測效率低下、預警能力不足的問題，設計了一種基于ADXL210的大型機床校準振動檢測系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于ADXL210的大型機床校準振動檢測系統主要由振動信號采集終端設備、數據匯集節點、Internet網絡與GPRS網絡、遠程監控中心幾部分組成。本系統采用無線傳感網絡與有線網絡結合的方式，選用低功耗的芯片進行設計，可以保證在太陽能電池供電的情況下信號采集模塊與無線通信模塊持續穩定工作。在非工作模式時間內節點處于低功耗模式，在工作模式時間，節點收到遠程監控中心發來的同步信號后開始采集、發送數據。遠程監控中心通過分析軟件對大型機床工作過程中所有節點的振動信號頻率變化進行綜合分析后，可以自動獲取大型機床的安全工作速度數據以及存在危險的程度，從而可以為工作人員提供數據支持，并且在大型機床工作速度超出安全范圍時發出預警信息，有效預防工作事故的發生。

所述的振動信號采集終端主要工作是振動信號的采集與處理，并通過無線通信模塊發送到數據匯集節點，其主要部署在機身的關鍵部位。

所述的數據匯集節點在收集到所有終端設備發送的檢測數據后，根據系統功能要求對數據進行分解、變換并存儲。

所述的通信系統將處理過的數據通過Internet網絡或GPRS網絡傳送到遠程監控中心。

所述的監控中心利用實時診斷軟硬件對接收到的所有工作振動數據進行分析出來，從而得出工作速度是否存在誤差，按照具體情況發出相應的預警信號。

所述的振動信號傳感器采用ADI公司的加速度傳感器ADXL210，它主要由多晶硅與差動電容器組成，當有振動發生時，產生大型機床工作加速度的作用力，多晶硅結構發生偏移拉動差動電容值發生變化，從而產生電信號

所述的系統主控電路的單片機采用STC公司生產的IAP15F2K61S2，晶振采用11.0592MHz，其抗干擾能力很強，且功耗很低，價格便宜。而A/D轉換芯片采用ADC0809，其為8位A/D轉換器，0～5V對應輸出數值為0～255，其時鐘信號CLK由單片機IAP15F2K61S2的ALE信號提供。

所述的系統設計的ZigBee無線通信模塊是以TI的CC2048為核心。

所述的整個校準振動檢測網絡中的控制節點之間的通信通過高速CAN總線連接實現，CAN總線設計采用雙絞線,而校準檢測系統終端匹配電阻設計為120歐姆。

本發明的有益效果是：

本系統較傳統的校準檢測系統相比具有造價低、安裝維護方便、環境適應能力強等優點，非常適合對大型機床工作過程中校準系統的安全監測，應用前景十分廣闊。

附圖說明