一種軸向振動監測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種軸向振動監測裝置，尤其涉及一種運用數字電路控制的軸向振動監測裝置。本實用新型專利技術提供一種軸向振動監測裝置，與主機遙控系統相連接，其包括：位移傳感器；輸入裝置；輸入通道；輸出通道；輸出裝置；控制存儲模塊，其包括：Ａ／Ｄ轉換模塊；ＣＰＵ；Ｄ／Ａ轉換模塊；邏輯判斷模塊；ＦＬＡＳＨ存儲單元；顯示刷新模塊；以及電源模塊。本實用新型專利技術填補了國內在船用柴油機軸向振動監測方面的空白。同時，本實用新型專利技術具備一定的功能擴展能力，其可記錄并查看近期的峰峰值（即被測物軸向振動的位移量峰峰值的大?。?，并可很方便地對參數進行在線修改，通過位移傳感器的選用，并對這些參數進行修改，可擴大裝置的監測范圍或線性范圍。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種軸向振動監測裝置，尤其涉及一種運用數字電路控制的軸向振動監測裝置。
技術介紹
雖然目前絕大多數柴油機都安裝了軸向振動阻尼器，但仍然無法避免曲軸在旋轉的同時產生一定的軸向振動(縱振)，而且不能排除由于種種意外而造成軸向振動阻尼器失效，使得柴油機軸向共振的振幅達到一個不可接受程度。因此，為了增加柴油機的安全性，需用軸向振動監測裝置測量對應軸向共振振幅的位移量峰峰值，由此連續監測曲軸的軸向振動。國內目前暫無此類產品，而國外同類產品的監測控制器采用模擬電路，使得硬件電路的設計和調試都比較困難，同時，裝置功能的擴展、相關參數的設定都有很大的局限性，由此造成裝置的適用范圍不大。
技術實現思路
本技術提供一種軸向振動監測裝置，與主機遙控系統相連接，其包括位移傳感器；輸入裝置，所述輸入裝置用于設定參數；輸入通道，包括由運放集成芯片和周邊電路組成的多級濾波芯轉換器，其連接所述傳感器，用于將所述傳感器中的模擬電流信號轉換為模擬電壓信號以及對所述信號進行濾波；輸出通道，包括運放集成芯片和電流電壓轉換芯片，其連接所述主機遙控系統，用于對輸入其中的模擬電流信號進行濾波以及將所述信號轉換成模擬電壓信號，傳送給所述主機遙控系統；輸出裝置，所述輸出裝置用于現場顯示；控制存儲模塊，其包括A/D轉換模塊，其與所述輸入通道相連，用于將輸入其中的模擬信號轉換為數字信號； CPU，其與所述A/D轉換模塊相連，用于采集單位時間內的信號并對所述信號進行處理，計算出峰峰值，并將其轉換成被測物軸向振動的位移量峰峰值；D/A轉換模塊，其連接在所述CPU與所述輸出通道間，用于將數字信號轉換成模擬信號，并將此模擬信號傳送給所述輸出通道；邏輯判斷模塊，其與所述D/A轉換模塊以及所述主機遙控系統相連；FLASH存儲單元，其連接在所述邏輯判斷模塊和所述輸入裝置之間，用于讀取所述輸入裝置設定的參數以及對原有參數進行更新；顯示刷新模塊，其與所述邏輯判斷模塊、所述FLASH存儲單元以及所述輸出裝置相連，用于向所述輸出裝置輸出顯示值；電源模塊，用于向軸向振動監測裝置的各部分提供電源。在上述的軸向振動監測裝置中，所述控制存儲模塊還包括計時器，其位于所述邏輯判斷模塊與所述主機遙控系統之間，且其與所述顯示刷新模塊相連，用于延時。在上述的軸向振動監測裝置中，所述輸出裝置采用LED發光數碼管。在上述的軸向振動監測裝置中，所述輸出裝置采用5個LED發光數碼管，四個作為數位顯示，一個作為狀態顯示。在上述的軸向振動監測裝置中，所述電源模塊包括直流濾波器和可變壓器件。在上述的軸向振動監測裝置中，所述控制存儲模塊為集成A/D和D/A功能的包含嵌入式CPU芯片和FLASH存儲單元的單片機。本技術填補了國內在船用柴油機軸向振動監測方面的空白。同時，本技術具備一定的功能擴展能力，其可記錄并查看近期的峰峰值(即軸向共振的振幅大小)，并可很方便地對參數進行在線修改，通過位移傳感器的選用，并對這些參數進行修改，可擴大裝置的監測范圍或線性范圍。以下結合附圖對本技術的具體實施方式作進一步的詳細說明，其中 附圖說明圖1是本技術的結構示意圖；圖2A是本技術的輸入裝置和輸出裝置的一個實施例的電路圖；圖2B是本技術的輸入通道的一個實施例的電路圖；圖2C是本技術的輸出通道的一個實施例的電路圖；圖2D是本技術的電源模塊的一個實施例的電路圖；圖2E是本技術的控制存儲模塊的一個實施例的電路圖；圖3是本技術的控制存儲模塊的流程圖。具體實施方式請參見圖1，圖1是本技術的結構示意圖。如圖所示，本技術包括控制存儲模塊1，與控制存儲模塊1相連的輸入裝置2、輸入通道3、輸出通道4和輸出裝置6，與輸入通道3連接的正對被測物體的非接觸式位移傳感器7以及向上述各部分元件提供電源的電源模塊8。其中，輸出通道4與主機遙控系統9相連，主機遙控系統9是對船舶機艙內的設備進行監測和控制的系統。現請參見圖2A，圖2A是本技術的輸入裝置和輸出裝置的一個實施例的電路圖。如圖所示，輸入裝置2和輸出裝置6，其分別用于參數設定和現場顯示。在本實施例中，輸入裝置2由四個按鍵KEY1，KEY2，KEY3，KEY4構成，可對延時時間、報警上限以及線性參數k(斜率)和b(截距)四個參數進行調整，調整的方法可通過編程靈活設置?？紤]到工作環境的影響，輸出裝置22放棄現在較為流行的液晶顯示器件，仍然采用傳統的LED發光數碼管，在本實施例中，輸出裝置22由5個LED發光數碼管L4-L8構成，其中四個作為數位顯示，一個作為狀態顯示。接下來請參見圖2B，圖2B是本技術的輸入通道的一個實施例的電路圖。如圖所示，輸入通道3包括由LMC660芯片31(集成四個運算放大器)和周邊電路組成的多級濾波轉換器。輸入通道3將傳感器輸入其中的模擬電流信號轉換為模擬電壓信號并對該信號進行濾波，進而傳給控制存儲模塊1?，F請參見圖2C，其為本技術的輸出通道的一個實施例的電路圖。如圖所示，輸出通道4路包括LMC660運放集成芯片41和AD694電流電壓轉換芯片42。LMC660運放集成芯片41對控制存儲模塊1處理得到的電壓信號進行濾波，AD694將控制存儲模塊1處理得到的0-5V電壓信號轉換為4-20mA電流環信號，進而傳送給主機遙控系統9。再請參見圖2D，其為本技術的電源模塊的一個實施例的電路圖。如圖所述，電源模塊8包括電壓保護電路、用于濾除電源的噪聲信號，保證電源穩定的直流濾波器51、以及將船用24V電源轉化成12V、5V、3.3V不同電壓，供給相應模塊使用的三個LM317調變壓器件52-54?，F請再參見圖1，控制存儲模塊1包括A/D轉換模塊12，與A/D轉換模塊12相連的CPU13，連接在CPU13與輸出通道4間的D/A轉換模塊14，與所述D/A轉換模塊14相連的邏輯判斷模塊15，連接在邏輯判斷模塊15和輸入裝置2之間的FLASH存儲單元16，連接在邏輯判斷模塊15和主機遙控系統9間的計時器17以及與邏輯判斷模塊15、FLASH存儲單元16、計時器17和輸出裝置5相連的顯示刷新模塊18。請參見圖2E，圖2E是本技術的控制存儲模塊的一個實施例的電路圖。如圖所示，控制存儲模塊1為集成A/D和D/A功能的包含嵌入式CPU芯片和FLASH存儲單元的16位芯片msp430系列單片機。最后請參見圖3，圖3是本技術的控制存儲模塊的流程圖?，F根據圖3，介紹怎樣實現控制存儲模塊1的各種功能?？刂拼鎯δK1開始工作時，需先初始化各種參數(步驟310)，參數包括延時時間、報警上限以及線性參數k(斜率)和b(截距)等。然后由A/D轉換模塊12執行A/D轉換步驟312將輸入通道3輸入控制存儲模塊1的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號。接下來由CPU13執行采樣計算步驟313因電壓信號與傳感器所在的位置成線性關系，即y＝kx+b(x為被測物位移偏移量，y為傳感器在x位置對應的電壓信號，k為斜率，b為截距)，因此電壓信號的峰峰值(波峰和波谷的差值)與軸向共振的位移量峰峰值成正比，比例系數即為k，在此步驟中，CPU13每秒鐘采集200個數字電壓信號，選出其中最大和最小的兩個信號，它們之間的差值即對應模擬電壓信號的峰峰值，然本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軸向振動監測裝置，與主機遙控系統相連接，其特征在于包括：　　　　位移傳感器；　　　　輸入裝置，所述輸入裝置用于設定參數；　　　　輸入通道，包括由運放集成芯片和周邊電路組成的多級濾波芯轉換器，其連接所述傳感器，用于將所述傳感器中的模擬電流信號轉換為模擬電壓信號以及對所述信號進行濾波；　　　　輸出通道，包括運放集成芯片和電流電壓轉換芯片，其連接所述主機遙控系統，用于對輸入其中的模擬電流信號進行濾波以及將所述信號轉換成模擬電壓信號，傳送給所述主機遙控系統；　　　　輸出裝置，所述輸出裝置用于現場顯示；　　　　控制存儲模塊，其包括：　　　?。粒霓D換模塊，其與所述輸入通道相連，用于將輸入其中的模擬信號轉換為數字信號；　　　?。茫校?，其與所述Ａ／Ｄ轉換模塊相連，用于采集單位時間內的信號并對所述信號進行處理，計算出峰峰值，并將其轉換成被測物軸向振動的位移量峰峰值；　　　?。模赁D換模塊，其連接在所述ＣＰＵ與所述輸出通道間，用于將數字信號轉換成模擬信號，并將此模擬信號傳送給所述輸出通道；　　　　邏輯判斷模塊，其與所述Ｄ／Ａ轉換模塊以及所述主機遙控系統相連；　　　?。疲蹋粒樱却鎯卧溥B接在所述邏輯判斷模塊和所述輸入裝置之間，用于讀取所述輸入裝置設定的參數以及對原有參數進行更新；　　　　顯示刷新模塊，其與所述邏輯判斷模塊、所述ＦＬＡＳＨ存儲單元以及所述輸出裝置相連，用于向所述輸出裝置輸出顯示值；以及　　　　電源模塊，用于向軸向振動監測裝置的各部分提供電源。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：巫立民，張垚，沈憶閩，何兵，王文荃，吳金源，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七一一研究所，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]