[實(shí)用新型]基于微波諧振的旋轉(zhuǎn)部件健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及機(jī)車(chē)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921001204.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210269200U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程旭東;薛振宇;付從藝;袁沛;陳晨;李炳輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江荷清柔性電子技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M17/08
• 分類(lèi)號(hào): G01M17/08;G01M17/10;G01M13/00
• 代理公司: 上海波拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31264
• 代理人: 李萌

基于微波諧振的旋轉(zhuǎn)部件健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及機(jī)車(chē)，包括基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器、信號(hào)收發(fā)模塊及控制器，基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器的諧振頻率被設(shè)置為隨著工作參數(shù)的變化而變化，基于微波諧振頻率的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，信號(hào)收發(fā)模塊設(shè)置于固定部上，信號(hào)收發(fā)模塊與基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器電磁耦合，信號(hào)收發(fā)模塊用于向基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器發(fā)射掃頻信號(hào)，以及接收含有頻率信息的回饋信號(hào)，并將該回饋信號(hào)發(fā)送至控制器，控制器根據(jù)該回饋信號(hào)得出基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器的實(shí)時(shí)諧振頻率，繼而得出旋轉(zhuǎn)部件的工作參數(shù)。該基于微波諧振的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠較為容易地對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及領(lǐng)域旋轉(zhuǎn)部件監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種基于微波諧振的旋轉(zhuǎn)部件健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及機(jī)車(chē)。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)部件是機(jī)械裝置中常用的部件，例如電機(jī)的轉(zhuǎn)軸、車(chē)輪的轉(zhuǎn)軸、齒輪的轉(zhuǎn)軸、可旋轉(zhuǎn)的葉片等，為了更穩(wěn)定的工作，需要得到旋轉(zhuǎn)部件的健康狀態(tài)(例如表面應(yīng)力、溫度、加速度)反饋給控制部件，但是由于其工作狀態(tài)處于一直處于旋轉(zhuǎn)中，旋轉(zhuǎn)部件在旋轉(zhuǎn)中的健康狀態(tài)的檢測(cè)成為急需解決的問(wèn)題。

在車(chē)輛“預(yù)防周期性維修為主”向“狀態(tài)維修為主”的維修模式轉(zhuǎn)變大背景下，突破高速機(jī)車(chē)關(guān)鍵部件健康狀態(tài)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)與在線(xiàn)故障診斷技術(shù)，是提升高速機(jī)車(chē)安全保障能力的重要途徑，是高速機(jī)車(chē)“狀態(tài)修”修程修制設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，也是高速機(jī)車(chē)智能化與持續(xù)發(fā)展的技術(shù)趨勢(shì)。

對(duì)機(jī)車(chē)故障特征識(shí)別目前主要是基于對(duì)關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)部件處溫度、加速度和應(yīng)變等的監(jiān)測(cè)和分析實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在對(duì)這三個(gè)物理量的測(cè)量是通過(guò)有線(xiàn)傳感器進(jìn)行測(cè)量的，具體方式有兩種：

(1)直接測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)部件：將傳感器和相應(yīng)的配套電路以有線(xiàn)方式連接并全部安裝在高速旋轉(zhuǎn)部件上，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸實(shí)現(xiàn)供能和信號(hào)通信。該方案對(duì)整體電路的尺寸、性能、信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和可靠性提出了較高的要求，提高了設(shè)備設(shè)計(jì)制造的難度，增加了安裝及后期的維護(hù)的工作量。

(2)將傳感器件安裝在與目標(biāo)部件相連接的靜態(tài)部件上，通過(guò)測(cè)量靜態(tài)部件的相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵目標(biāo)部件的故障特征識(shí)別。該監(jiān)測(cè)方案受限于傳感器的位置，對(duì)于運(yùn)動(dòng)部件出現(xiàn)的故障很難進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。

以上方案都會(huì)增加機(jī)車(chē)輪軸監(jiān)測(cè)的難度，或者影響獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，影響機(jī)車(chē)交通的安全。如何通過(guò)機(jī)車(chē)旋轉(zhuǎn)部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以判斷機(jī)車(chē)旋轉(zhuǎn)部件的工作狀態(tài)成為行業(yè)內(nèi)的一個(gè)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種基于微波諧振的旋轉(zhuǎn)部件健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及機(jī)車(chē)該基于微波諧振的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠較為容易地對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

本實(shí)用新型提供了一種基于微波諧振的旋轉(zhuǎn)部件健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器、信號(hào)收發(fā)模塊及控制器，所述基于微波諧振頻率的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上用于產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)部件的工作參數(shù)相關(guān)的諧振頻率信號(hào)，所述信號(hào)收發(fā)模塊設(shè)置于固定部上，所述信號(hào)收發(fā)模塊與所述基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器電磁耦合，所述信號(hào)收發(fā)模塊用于向所述基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器發(fā)射掃頻信號(hào)，以及接收所述基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器反饋的含有頻率信息的回饋信號(hào)，并將該回饋信號(hào)發(fā)送至所述控制器，所述控制器根據(jù)該回饋信號(hào)得出基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器的實(shí)時(shí)諧振頻率，根據(jù)所述無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器的實(shí)時(shí)諧振頻率得出所述旋轉(zhuǎn)部件的工作參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)收發(fā)模塊包括第一收發(fā)天線(xiàn)、信號(hào)調(diào)理電路、 MCU、A/D轉(zhuǎn)換器及數(shù)據(jù)接口，所述第一收發(fā)天線(xiàn)用于向所述基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器發(fā)射掃頻信號(hào)，以及接收所述基于微波諧振的無(wú)線(xiàn)無(wú)源傳感器反饋的含有頻率信息的回饋信號(hào)，所述信號(hào)調(diào)理電路將接到的所述含有頻率信息的回饋信號(hào)進(jìn)行濾波調(diào)理，所述A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)所述含有頻率信息的回饋信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后在所述MCU的控制下，將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)接口發(fā)送至所述控制器。