一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統的製作方法
2023-05-10 18:39:46 3
一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵在於，包括若干無線振動傳感器、與所述無線振動傳感器相連接的網關、與所述網關相連的控制計算機和與所述控制計算機相連的數據存儲模塊、數據顯示模塊；所述無線振動傳感器包括電源模塊和依次連接的信號採集模塊、微處理器及無線通信模塊；所述電源模塊分別與所述信號採集模塊、微處理器和無線通信模塊相連；所述網關通過USB3.0接口接入所述控制計算機。本實用新型結構簡單，傳輸的數據同步、可靠性高，提高設備的早期故障分析和診斷的效率和準確率。
【專利說明】一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於無線傳感器網絡的【技術領域】，具體涉及一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網絡技術在機械設備狀態監測和故障診斷領域的應用，在一定程度上解決了採用有線技術進行設備狀態監測存在的問題，如布線困難、改線工程大、不可移動、電纜容易磨損折斷、開關接觸不良等問題。它不僅是有線技術的有效補充，而且對擴充設備監測範圍，提高監測水平，降低監測成本有著重要作用。無線傳感網絡技術的運用開闢了網絡技術與狀態監測、故障診斷綜合應用的新領域。因此，依託無線傳感器網絡技術，進一步探索和革新機械設備狀態監測和故障診斷的方法和手段具有重要的意義。
[0003]由於無線傳感器網絡中的大量節點在物理上有分散性的特點，各節點間難以保證同步採集。信號不同步嚴重影響信號採集的有效性和增大分析誤差，如在試驗模態分析中各個監測點的振動數據獲取時間差將導致嚴重的相位誤差。另外，無線傳感器網絡自身協議的運行及基於其上的應用都需要無線網絡中的節點時間保持同步。
[0004]機械振動信號中包含了豐富的機器狀態信息，它是機械設備故障特徵信息的良好載體。機械的振動特性對特殊故障是唯一的，通過對振動信號的分析和處理，能夠確定故障產生的原因。無量綱量指的是沒有量綱的量，無量綱參數可以不經過處理就利用數據採集系統實時檢測到的振動數據，因此不會導致產生信號畸形和洩漏等影響診斷效果的情況。此外，無量綱參數受監測對象工作時突然產生變化等情況的影響非常小，在對設備的早期故障進行分析和診斷方面有非常突出的效果。
[0005]文獻[I]，基於人工免疫系統的機組故障診斷技術研宄，張清華，華南理工大學，2004，博士論文，指出無量綱指標故障診斷算法。本實用新型中的控制計算機中使用該算法。
[0006]因此，針對旋轉機械等設備，設計一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，具有廣泛的應用價值。
實用新型內容
[0007]為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統。
[0008]為了實現上述目標，本實用新型採用如下的技術方案:
[0009]一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵在於，包括若干無線振動傳感器、與所述無線振動傳感器相連接的網關、與所述網關相連的控制計算機和與所述控制計算機相連的數據存儲模塊、數據顯示模塊；所述無線振動傳感器包括電源模塊和依次連接的信號採集模塊、微處理器及無線通信模塊；所述電源模塊分別與所述信號採集模塊、微處理器和無線通信模塊相連。
[0010]前述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述網關通過USB3.0接口接入所述控制計算機。
[0011]前述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述微處理器為具有定時器的ATMegal28L微處理器。
[0012]前述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述信號採集模塊採用環境傳感器MTS400CC晶片。
[0013]前述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述無線通信模塊採用基於ZigBee技術的CC1000通信晶片。
[0014]前述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述無線振動傳感器封裝在可拆卸外殼內，所述可拆卸外殼設置有強力磁座。
[0015]本實用新型所達到的有益效果:具有定時器的若干無線振動傳感器節點之間通過自組織方式組成多跳網絡，可以遠距離越過障礙物將傳感器採集到的同步振動信號數據傳入網關，網關通過USB3.0接口與控制計算機連接，通過控制計算機對振動信號進行無量綱指標故障診斷，將得到的故障診斷結果存儲起來或者發送到終端顯示出來。本實用新型結構簡單，傳輸的數據同步、可靠性高，提高設備的早期故障分析和診斷的效率和準確率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是基於無線振動傳感器的故障診斷系統示意圖；
[0017]圖2是無線振動傳感器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。
[0019]如圖1-2所示，一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵在於，包括若干無線振動傳感器、與所述無線振動傳感器相連接的網關、與所述網關相連的控制計算機和與所述控制計算機相連的數據存儲模塊、數據顯示模塊；所述無線振動傳感器包括電源模塊和依次連接的信號採集模塊、微處理器及無線通信模塊；所述電源模塊分別與所述信號採集模塊、微處理器和無線通信模塊相連。電源模塊提供3V的電壓。
[0020]所述網關通過USB3.0接口接入所述控制計算機，不僅起到傳輸數據的作用，網關的SD存儲卡還可以緩衝數據，避免了由於數據擁擠而造成的混亂。。
[0021]所述微處理器為具有定時器的ATMegal28L微處理器。微處理器包括定時器，用於使各個傳感器節點時間保持同步。ATMegal28L微處理器輸出的故障值通過無線通信模塊給控制計算機。
[0022]所述信號採集模塊採用環境傳感器MTS400CC晶片。
[0023]所述無線通信模塊採用基於ZigBee技術的CC1000通信晶片。
[0024]所述無線振動傳感器封裝在可拆卸外殼內，便於攜帶，所述可拆卸外殼設置有強力磁座，使得傳感器可以靈活布置在任何鐵質介質上，增強監測系統的靈活性，減少監測盲區，擴大無線信號傳輸的距離。
[0025]所述控制計算機有效利用計算機數據處理功能，提高了計算效率，解決了節點層處理能力不足的問題。控制計算機用來將採集到的數據通過【背景技術】中的文獻[I]中介紹的無量綱指標故障診斷算法進行無量綱分析與診斷。無量綱參數分析的數據不受單位制的限制，可以監測由無線傳感器收集到的振動信號的峰值指標、裕度指標、波形指標、峭度指標、脈衝指標等無量綱參數，並根據【背景技術】中的算法進行故障診斷分析。
[0026]本實用新型的無線振動傳感器節點之間通過自組織方式組成多跳網絡，可以遠距離越過障礙物將傳感器採集到的同步振動信號數據傳入網關，網關通過USB3.0接口與控制計算機連接，通過控制計算機對振動信號進行分析，將得到的故障診斷結果存儲起來或者發送到終端顯示出來。傳輸的數據同步、可靠性高、結構簡單，提高設備的早期故障分析和診斷的效率和準確率。
[0027]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵在於，包括若干無線振動傳感器、與所述無線振動傳感器相連接的網關、與所述網關相連的控制計算機和與所述控制計算機相連的數據存儲模塊、數據顯示模塊；所述無線振動傳感器包括電源模塊和依次連接的信號採集模塊、微處理器及無線通信模塊；所述電源模塊分別與所述信號採集模塊、微處理器和無線通信模塊相連。
2.根據權利要求1所述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述網關通過USB3.0接口接入所述控制計算機。
3.根據權利要求1所述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述微處理器為具有定時器的ATMegal28L微處理器。
4.根據權利要求1所述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述信號採集模塊採用環境傳感器MTS400CC晶片。
5.根據權利要求1所述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述無線通信模塊採用基於ZigBee技術的CC1000通信晶片。
6.根據權利要求1所述的一種基於無線振動傳感器的故障診斷系統，其特徵是，所述無線振動傳感器封裝在可拆卸外殼內，所述可拆卸外殼設置有強力磁座。
【文檔編號】G01H17/00GK204255495SQ201420822345
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月23日 優先權日:2014年12月23日
【發明者】舒磊, 黃劍鋒, 林華輝, 方澤強, 劉科明 申請人:廣東石油化工學院