CN103424178A - 制冷设备中压缩机工况检测系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制冷设备中压缩机工况检测系统及检测方法。它解决现有制冷设备没有对压缩机运行工况即时监控，造成控制精确性差，一旦故障而不能及时察觉，影响制冷效率与制冷品质，对设备造成损害等问题。本制冷设备中压缩机工况检测系统包括制冷设备箱体，制冷设备箱体内腔的底部固设制冷压缩机，制冷设备箱体的箱壁上贴附有印制电路板，印制电路板上安设六轴加速度传感器，六轴加速度传感器连接磁力传感器，磁力传感器上接设滤波器，六轴加速度传感器连接微控制器，微控制器通过信号连接远程监控台。本发明实现即时感测监控，便于及早发现故障而及时进行保护或维修调整，有效提高运作效率及品质，还利于保护整机设备。

Description

制冷设备中压缩机工况检测系统及检测方法
技术领域
本发明属于制冷设备技术领域，涉及一种运行工况检测与监控的系统与方法，特别是一种制冷设备中压缩机工况检测系统及检测方法。
背景技术
制冷压缩机广泛应用于制冷产品行业，传统制冷产品的压缩机大部分都是采用开环控制方式，即单纯的采用定时器来控制压缩机的开停来达到操控制冷效果，或者是利用微控制器通过继电器来控制压缩机的开停。
但是以上传统控制方式在对压缩机发出控制信号后都没有对压缩机是否真正工作在设定的状态进行检测，即无法做到对压缩机运行工况的即时监控，这样会降低控制的精确性，且一旦压缩机出现故障问题停机或者处于非正常运转状况，而操控人员不能及时察觉，造成影响制冷效率与制冷品质，导致制冷加工降低甚至丧失，由此影响生产产品质量，易造成大量不合格产品；同时易对制冷设备造成严重损害，降低其使用性能与使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种利用六轴加速度传感器针对振动波形计算处理的方式，通过对振动的收集、计算、判断程序，实现压缩机运行工况的即时监控的制冷设备中压缩机工况检测系统及检测方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：制冷设备中压缩机工况检测系统，包括制冷设备箱体，所述制冷设备箱体内腔的底部固设制冷压缩机，其特征在于，所述制冷设备箱体的箱壁上贴附有印制电路板，所述印制电路板上安设六轴加速度传感器，所述六轴加速度传感器连接位于感测端的磁力传感器，所述磁力传感器上接设滤波器，所述六轴加速度传感器连接位于处理端的微控制器，所述微控制器通过信号连接远程监控台。
本制冷设备中压缩机工况检测系统中六轴加速度传感器起到连接感测端与处理端的中间环节，且六轴加速度传感器能够实现对振动波形的计算处理。六轴加速度传感器通过磁力传感器采集制冷压缩机在工作时经过制冷设备箱体传输过来的，具有一定频率和振幅的振动信号，由六轴加速度传感器初步计算处理，而后传递至微控制器的采集信号管脚，即微控制器通过获取该管脚的信号变化，经分析后判断和监控制冷压缩机的工作状态，从而形成一个闭环式控制系统。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述六轴加速度传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器与数字运动感测处理器，所述数字运动感测处理器内存设六轴运动感测融合算法单元。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述三轴陀螺仪、三轴加速度传感器与数字运动感测处理器均定位整合于同一硅芯片上。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述数字运动感测处理器外接上述磁力传感器，使组件得以收集整组感测数据。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述微控制器固定设置于上述印制电路板上，与上述六轴加速度传感器形成整合集成块。装设有六轴加速度传感器的印制电路板必须紧固贴附在制冷设备箱体上，以便精准的接收感测到运行状态下的振动信号。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述六轴加速度传感器通过焊接固设于上述印制电路板上。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述印制电路板通过焊接固设于上述制冷设备箱体的箱壁上。
在上述的制冷设备中压缩机工况检测系统中，所述印制电路板通过粘接固设于上述制冷设备箱体的箱壁上。
制冷设备中压缩机工况检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、启动制冷设备开始制冷工作，由制冷设备运转产生的振动经磁力传感器感测并收集振动波形信号；
（2）、磁力传感器将收集的振动波形信号即时传送至滤波器，通过滤波器将其它因素所产生的振动波形滤除，仅保留由制冷压缩机运作所产生的振动波形；
（3）、磁力传感器将经过滤波后的单一振动波形即时传送至六轴加速度传感器，通过其内数字运动感测处理器运用六轴运动感测融合算法针对振动波形进行判断计算处理；
（4）、六轴加速度传感器将计算处理后的指标值传送至微控制器，进一步由微控制器根据该指标值分析得出制冷压缩机的运行工况结论，即确定制冷压缩机是否在工作，或者是否正常运行，并将结论通过信号形式传递至远程监控台进行监控与预警显示。
与现有技术相比，本制冷设备中压缩机工况检测系统及检测方法利用六轴加速度传感器通过磁力传感器来感测接收制冷压缩机在运行时经由制冷设备箱体传来的振动信号，初步计算处理后由微控制器分析判断和监控制冷压缩机的工作状态，从而形成一个闭环式控制系统；由此利于对整机运行的安全监控操作，特别针对远程操控作业，实现即时感测监控，便于及早发现异常工作情况而进行及时的保护措施或维修调整，有效提高运作效率及品质，同时利于保护整机设备，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本制冷设备中压缩机工况检测系统的结构示意图。
图中，1、制冷设备箱体；2、制冷压缩机；3、印制电路板；4、六轴加速度传感器；5、微控制器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本制冷设备中压缩机工况检测系统包括制冷设备箱体1、制冷压缩机2、六轴加速度传感器4、磁力传感器及微控制器5等主要设备结构及电气元件。
制冷设备箱体1具有内腔，且内腔底部的底座上固设制冷压缩机2。制冷设备箱体1的箱壁上贴附有印制电路板3，该印制电路板3上安设六轴加速度传感器4。六轴加速度传感器4包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器与数字运动感测处理器，其中数字运动感测处理器内存设六轴运动感测融合算法单元。六轴加速度传感器4通过其内的数字运动感测处理器外接位于感测端的磁力传感器，且磁力传感器上接设滤波器，使组件得以收集整组感测数据。六轴加速度传感器4连接位于处理端的微控制器5，该微控制器5通过信号连接远程监控台。
六轴加速度传感器4的三轴陀螺仪、三轴加速度传感器与数字运动感测处理器均定位整合于同一硅芯片上。微控制器5可以固定设置于同一片印制电路板3上，与六轴加速度传感器4形成整合集成块；微控制器5也可以固定设置于其他的印制电路板3上，且再由其它印制电路板固装于制冷设备箱体1上。但装设有六轴加速度传感器4的印制电路板3必须贴服紧固在制冷设备箱体1上，以便精准的接收感测到运行状态下的振动信号。
六轴加速度传感器4通过焊接固设于印制电路板3上，但不仅限于这一种紧贴固定方式。印制电路板3通过焊接固或者粘接设于制冷设备箱体1的箱壁上，但不仅限于这一种紧贴固定方式。
根据上述制冷设备中压缩机工况检测系统，其检测方法包括以下步骤：
（1）、启动制冷设备开始制冷工作，由制冷设备运转产生具有一定频率和振幅的振动信号，经磁力传感器感测并收集振动波形信号；
（2）、磁力传感器将收集的振动波形信号即时传送至滤波器，通过滤波器将其它因素所产生的振动波形滤除，仅保留由制冷压缩机2运作所产生的振动波形；
（3）、磁力传感器将经过滤波后的单一振动波形即时传送至六轴加速度传感器4，通过其内数字运动感测处理器运用六轴运动感测融合算法针对振动波形进行判断计算处理；
（4）、六轴加速度传感器4将计算处理后的指标值传送至微控制器5的采集信号管脚，即微控制器5通过获取该管脚的信号变化，进一步根据该指标值分析得出制冷压缩机2的运行工况结论，即确定制冷压缩机2是否在工作，或者是否正常运行，并将结论通过信号形式传递至远程监控台进行监控与预警显示,实现制冷压缩机2工作状态的即时监控职能，从而形成一个闭环式控制系统。
特别指出的是，该监控系统不仅仅作用于制冷压缩机2的运行监控，其还可具有其它的扩展功能，具体可对制冷设备的其它部件机构通过感测并分析其振动信号来进行工况判断。例如针对风机的工况检测，只需调整滤波器将其它因素所产生的振动波形滤除，仅保留由风机运作所产生的振动波形，再逐步判断分析，得出工况结论即可。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了制冷设备箱体1；制冷压缩机2；印制电路板3；六轴加速度传感器4；微控制器5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.制冷设备中压缩机工况检测系统，包括制冷设备箱体，所述制冷设备箱体内腔的底部固设制冷压缩机，其特征在于，所述制冷设备箱体的箱壁上贴附有印制电路板，所述印制电路板上安设六轴加速度传感器，所述六轴加速度传感器连接位于感测端的磁力传感器，所述磁力传感器上接设滤波器，所述六轴加速度传感器连接位于处理端的微控制器，所述微控制器通过信号连接远程监控台。
2.根据权利要求1所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述六轴加速度传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器与数字运动感测处理器，所述数字运动感测处理器内存设六轴运动感测融合算法单元。
3.根据权利要求2所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述三轴陀螺仪、三轴加速度传感器与数字运动感测处理器均定位整合于同一硅芯片上。
4.根据权利要求2所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述数字运动感测处理器外接上述磁力传感器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述微控制器固定设置于上述印制电路板上，与上述六轴加速度传感器形成整合集成块。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述六轴加速度传感器通过焊接固设于上述印制电路板上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述印制电路板通过焊接固设于上述制冷设备箱体的箱壁上。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的制冷设备中压缩机工况检测系统，其特征在于，所述印制电路板通过粘接固设于上述制冷设备箱体的箱壁上。
9.制冷设备中压缩机工况检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、启动制冷设备开始制冷工作，由制冷设备运转产生的振动经磁力传感器感测并收集振动波形信号；
（2）、磁力传感器将收集的振动波形信号即时传送至滤波器，通过滤波器将其它因素所产生的振动波形滤除，仅保留由制冷压缩机运作所产生的振动波形；
（3）、磁力传感器将经过滤波后的单一振动波形即时传送至六轴加速度传感器，通过其内数字运动感测处理器运用六轴运动感测融合算法针对振动波形进行判断计算处理；
（4）、六轴加速度传感器将计算处理后的指标值传送至微控制器，进一步由微控制器根据该指标值分析得出制冷压缩机的运行工况结论，并将结论通过信号形式传递至远程监控台进行监控与预警显示。
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