[發明專利]一種能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統

有效

• 申請號: 202210277529.2
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114740347B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 鄭樹彬;彭樂樂;李立明;柴曉冬;關博
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01H11/02;G01H11/08;H02N2/18;H02K35/02;H02J7/32
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

1.一種能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，所述系統包括電機磁場能量捕獲器、壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置、電池、ECU傳感器和天線，所述電機磁場能量捕獲器、壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置共同連接電池，所述壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置還與ECU傳感器電性連接，所述ECU傳感器與天線連接，通過ECU傳感器判斷是否出現特定電量變化，并通過天線進行傳輸報警，所述壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置包括壓電梁、磁體以及磁感線圈，依靠振動能量使壓電梁帶動磁體上下位移產生壓電電流，產生變化磁場，從而使磁感線圈產生感應電流，其中，所述壓電梁為上下壓電陶瓷材料覆蓋中間金屬層的結構，所述壓電梁根據電機特定故障振頻，對壓電梁參數進行設定以改變壓電梁中間金屬層的模態，使其金屬層的多模態中一個與其電機特定故障振頻相匹配，從而當故障產生時ECU傳感器可以根據電信號的變化快速實現對電機故障的診斷。

2.根據權利要求1所述的能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，所述壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置還包括保護殼，所述磁感線圈設置在保護殼內。

3.根據權利要求1所述的能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，所述磁體為設置在壓電梁中間上下表面的兩個柱形磁鐵，在列車行駛過程中，振動會使壓電梁發生上下彎曲變形，從而帶動壓電陶瓷材料發電以及帶動柱形磁鐵發生位移產生變化磁場。

4.根據權利要求1所述的能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，所述ECU傳感器對壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置在行車過程中，對每趟列車的發電量進行記錄，并在電信號突變后與其歷史數據進行對比分析。

5.根據權利要求4所述的能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，若所述電信號沒有出現異常，則所述壓電-電磁復合式振動傳感發電裝置產生的電能將被存儲到電池中。

6.根據權利要求4所述的能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，若突變電信號幅度大于歷史該節點的電信號數值，并超過預設閾值，則表示軌道平順度出現問題，根據異常數據出現時間結合列車運行圖即可尋找到軌道平順出現問題的位置。

7.根據權利要求1所述的能源與信息融合式振動信號診斷傳感系統，其特征在于，所述的電機磁場能量捕獲器通過在列車電機外纏繞電磁線圈，并基于列車運行過程中電機內變化的磁場，使其外繞線圈產生磁感電流，產生的電能將被存儲到電池中。