[實用新型]一種實用的智能船用振動測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720448082.5
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN206656796U
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫倩;尹菲;丁超;夏焱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七O三研究所無錫分部
• 主分類號: G01H1/00
• 分類號: G01H1/00;G05B19/042
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11249
• 代理人: 宋敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及振動監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種實用的智能船用振動測量裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，船舶動力設(shè)備越來越大型、高速和復(fù)雜，由此產(chǎn)生的振動與噪聲問題也越來越突出。機(jī)械振動在大多數(shù)情況下是有害的，振動往往會降低機(jī)器性能，破壞其正常工作，縮短使用壽命，甚至導(dǎo)致事故。機(jī)械振動還伴隨著同頻率的噪聲，惡化環(huán)境，危害健康。為了提高船舶動力設(shè)備的使用壽命和可靠性，振動測量已經(jīng)成為船舶工程測試中一項重要課題。船舶動力設(shè)備，如大機(jī)組軸承箱及缸體、中小型機(jī)泵等在固定頻段內(nèi)的振動值，常常是船舶運行時關(guān)注的重要參數(shù)，智能船用振動測量裝置是用于船舶動力設(shè)備的機(jī)械故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測，為振動測量提供了可靠、準(zhǔn)確的手段。

國內(nèi)外的振動測試分析儀器或系統(tǒng)總體歸納起來主要分為以下兩種類別。一種是把機(jī)械設(shè)備振動信號用專用的數(shù)據(jù)采集卡傳入像工控機(jī)等微機(jī)設(shè)備中，在微機(jī)中編寫驅(qū)動程序和分析軟件，這種測試分析系統(tǒng)的優(yōu)點是能實現(xiàn)大批量數(shù)據(jù)的采集并進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)分析，不足之處是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、攜帶不方便。另一種是以單片機(jī)為核心技術(shù)的振動測試分析儀，這種分析儀雖然小巧、攜帶方便，但是它的計算能力十分有限，不能有效地進(jìn)行復(fù)雜的信號處理任務(wù)，準(zhǔn)確提取關(guān)心頻段內(nèi)的振動值，往往難以滿足濾波器算法的要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種實用的智能船用振動測量裝置，以實現(xiàn)裝置體積小、實時監(jiān)測、數(shù)值精確度高、方便快捷和數(shù)據(jù)可存儲的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種實用的智能船用振動測量裝置，主要包括振動傳感器、轉(zhuǎn)換電路、放大電路、積分電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制芯片、D/A轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路、串口通訊電路、JTAG接口電路、數(shù)據(jù)存儲電路和供電電路；所述振動傳感器與轉(zhuǎn)換電路連接，所述轉(zhuǎn)換電路與放大電路連接，所述放大電路與積分電路連接，所述積分電路與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，所述控制芯片分別與所述A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路、串口通訊電路、JTAG接口電路、數(shù)據(jù)存儲電路和供電電路相連接。

進(jìn)一步地，所述A/D轉(zhuǎn)換電路采用高精度的A/D轉(zhuǎn)換芯片AD911AARZ。

進(jìn)一步地，所述D/A轉(zhuǎn)換電路采用高精度的D/A轉(zhuǎn)換芯片AD5421CREZ，將進(jìn)行過頻段提取的數(shù)字信號直接轉(zhuǎn)換成工業(yè)用4-20mA電流信號輸出給后端設(shè)備或儀器，精度達(dá)5%。

進(jìn)一步地，所述控制芯片采用ARM芯片STM32F405RGT6。

進(jìn)一步地，所述控制芯片內(nèi)部采用基于Kaiser窗的FIR帶通數(shù)字濾波，可以根據(jù)實船具體情況，以及所監(jiān)測動力設(shè)備的振動特性來合理調(diào)整濾波頻段的范圍，方便振動頻譜分析儀器或者上位機(jī)分析軟件觀察頻率分析曲線。

進(jìn)一步地，所述振動傳感器包括壓電式加速度傳感器。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)存儲電路存儲一部分歷史數(shù)據(jù)，將存儲的歷史數(shù)據(jù)在上位機(jī)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的回調(diào)、分析。

進(jìn)一步地，所述裝置工作原理為：所述振動傳感器輸出的電信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路、放大電路和積分電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的0-5V交流電壓信號，交流電壓信號經(jīng)過所述A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號輸入到控制芯片內(nèi)部進(jìn)行數(shù)字濾波，最后經(jīng)濾波的數(shù)字信號從控制芯片內(nèi)分別傳輸給數(shù)據(jù)存儲電路和D/A轉(zhuǎn)換電路。

本實用新型的一種實用的智能船用振動測量裝置，實時、精確的反應(yīng)船舶動力設(shè)備關(guān)心頻段內(nèi)的振動值，利用數(shù)字濾波器及相應(yīng)的算法將濾波頻段外數(shù)據(jù)濾除干凈，不影響測量頻段內(nèi)的振動測量總值；能夠根據(jù)實船運行情況以及所監(jiān)測動力設(shè)備的振動特性方便、快捷的調(diào)整濾波頻段的范圍，方便振動頻譜分析儀器或者上位機(jī)分析軟件觀察頻率分析曲線；體積小、具有一定的數(shù)據(jù)存儲功能。從而實現(xiàn)裝置體積小、實時監(jiān)測、數(shù)值精確度高、方便快捷和數(shù)據(jù)可存儲的優(yōu)點。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：

圖1為本實用新型的一種實用的智能船用振動測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。