CN115628895A - 一种机械诊断装置及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备诊断技术领域，具体涉及一种机械诊断装置及诊断方法，该机械诊断装置包括：振动加速度传感器，安装于待测试的机械设备上；数据转化模块，与所述振动加速度传感器连接，以接收所述振动加速度传感器的振动模拟信号并将其转化成数字信号；控制模块，与所述数据转化模块连接，以控制所述数据转化模块工作；数据分析模块，与所述数据转化模块连接，用于将所述数据转化模块传输的所述机械设备的实际振动数据与所述机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断所述机械设备的安全状态。本发明的机械诊断装置能够实现对机械设备的自动化诊断分析、节省人力、效率高，且相比人力分析其数据分析结果更可靠。

Description

一种机械诊断装置及诊断方法

技术领域

本发明涉及机械设备诊断技术领域，具体涉及一种机械诊断装置及诊断方法。

背景技术

在工业机械设备的维修保养领域中，机械诊断是预防和判断机械设备发生故障的重要工具，故在工业机械设备生产线上，机械诊断的诊断效率直接影响机械设备生产效率。

现有技术中常用振动测试方法进行机械设备诊断，主要通过仪器测量机械设备的振动数据，结合技术人员的经验对振动数据进行判断分析，得出机械设备的诊断结果及安全状态，但是依靠人员经验诊断分析一方面增大了人力劳动强度、效率低，另一方面人为分析数据结果可靠性低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的机械设备诊断方法劳动强度大、效率低、可靠性低的缺陷，从而提供一种省力、效率高、可靠性好的机械诊断装置及诊断方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种机械诊断装置，包括：振动加速度传感器，安装于待测试的机械设备上；数据转化模块，与所述振动加速度传感器连接，以接收所述振动加速度传感器的振动模拟信号并将其转化成数字信号；控制模块，与所述数据转化模块连接，以控制所述数据转化模块工作；数据分析模块，与所述数据转化模块连接，用于将所述数据转化模块传输的所述机械设备的实际振动数据与所述机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断所述机械设备的安全状态。

可选的，所述数据转化模块包括：运放电路，与所述振动加速度传感器连接；AD采集模块，与所述运放电路和所述控制模块均连接，以将所述运放电路传输的放大信号转化成数字信号。

可选的，所述机械诊断装置还包括：存储模块，与所述数据转化模块和所述数据分析模块均连接，以接收并储存所述数据转化模块传输的所述机械设备的实际振动数据。

可选的，所述机械诊断装置还包括云服务器，所述云服务器与所述存储模块通讯连接。

可选的，所述机械诊断装置还包括网络通讯接口，所述网络通讯接口与所述存储模块和所述云服务器均连接。

可选的，所述机械诊断装置还包括报警模块，所述报警模块与所述数据分析模块连接，以在所述数据分析模块判断出所述机械设备处于危险状态时报警。

可选的，所述机械诊断装置还包括外壳，所述数据转化模块、所述控制模块和所述数据分析模块均设置于所述外壳内。

可选的，所述机械诊断装置还包括供电模块，所述供电模块与所述振动加速度传感器、所述数据转化模块、所述控制模块和所述数据分析模块均电连接。

可选的，所述机械诊断装置还包括设于所述外壳内的集成电路板，所述数据转化模块、所述控制模块和所述数据分析模块均设置于所述集成电路板上，所述供电模块与所述集成电路板电连接。

本发明还提供了一种采用如上文所述的机械诊断装置的诊断方法，其包括如下步骤：

振动加速度传感器采集待测试的机械设备的振动加速度数据；

控制模块控制数据转化模块采集所述振动加速度传感器的振动模拟信号并将其转化成数字信号；

数据分析模块将所述数据转化模块传输的所述机械设备的实际振动数据与所述机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断所述机械设备的安全状态。

本发明具有以下优点：

1、本发明的机械诊断装置，振动加速度传感器可实时采集机械设备的振动数据，数据转化模块可采集并接收振动加速度传感器的振动模拟信号并将其转化成数字信号，提高数据传输稳定性及准确性，数据分析模块能够将数据转化模块传输的机械设备的实际振动数据与机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断机械设备的安全状态，若机械设备的实际振动数据大于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动过大、处于危险状态；若机械设备的实际振动数据小于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动属于安全范围、处于安全状态，从而完成机械设备的自动化诊断分析、节省人力、效率高，且相比人力分析其数据分析结果更可靠。

2、本发明的机械诊断装置，数据转化模块包括运放电路和AD采集模块，运放电路与振动加速度传感器连接，AD采集模块与运放电路和数据采集模块均连接。运放电路可将振动加速度传感器传输的振动模拟信号呈倍数放大，以便于后续信息采集捕捉，AD采集模块进一步将运放电路传输的振动模拟信号转化成数字信号进行传输，以避免信号传输中被干扰，提高了数据传输稳定性及准确性，也利于后续数据分析。

3、本发明的机械诊断装置，还包括报警模块，报警模块与数据分析模块连接，以在数据分析模块判断出机械设备处于危险状态时报警，以提醒操作人员关闭机械设备并对其进行维保。

4、本发明的机械诊断装置，还包括存储模块，存储模块与数据转化模块和数据分析模块均连接，以接收并储存数据转化模块传输的机械设备的实际振动数据。存储模块可实现数据大量储存，便于连续、大量的数据采集，并且也方便数据分析模块随时从存储模块提取数据进行分析。

5、本发明的机械诊断装置，还包括云服务器，云服务器与存储模块通讯连接。存储模块可将存储的振动数据同步传输至云服务器，通过云服务器进行振动数据存储或分析，简单高效、成本低廉。

6、本发明的机械诊断装置，还包括外壳，数据转化模块、控制模块和数据分析模块均设置于外壳内。外壳可对内部的数据转化模块、控制模块和数据分析模块起到防护作用，且也能提高整个结构的整体性、紧凑性。

7、本发明的机械诊断装置，还包括设于外壳内的集成电路板，数据转化模块、控制模块和数据分析模块均设置于集成电路板上，供电模块与集成电路板电连接。供电模块为集成电路板供电，数据转化模块、控制模块和数据分析模块通过电线集成安装于集成电路板上，进一步提高了结构紧凑性，且也便于安装布置。

8、本发明的机械诊断装置的诊断方法，包括如下步骤：振动加速度传感器采集待测试的机械设备的振动加速度数据；控制模块控制数据转化模块采集振动加速度传感器的振动模拟信号并将其转化成数字信号；数据分析模块将数据转化模块传输的机械设备的实际振动数据与机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断机械设备的安全状态。本发明的诊断方法实现了对机械设备的自动化诊断分析，节省人力，效率高，且相比人力分析其数据分析结果更可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例的机械诊断装置的连接结构示意图。

附图标记说明：

1、振动加速度传感器；2、数据转化模块；21、运放电路；22、AD采集模块；3、控制模块；4、数据分析模块；5、存储模块；6、云服务器；7、网络通讯接口；8、报警模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接也可以是通讯连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例公开了一种机械诊断装置，包括振动加速度传感器1、数据转化模块2、控制模块3和数据分析模块4，其中，振动加速度传感器1安装于待测试的机械设备上，数据转化模块2与振动加速度传感器1连接，以接收振动加速度传感器1的振动模拟信号并将其转化成数字信号，控制模块3控制数据转化模块2工作，数据分析模块4与数据转化模块2连接，用于将数据转化模块2传输的机械设备的实际振动数据与机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断机械设备的安全状态。

因此，振动加速度传感器1可实时采集机械设备的振动数据，数据转化模块2可采集并接收振动加速度传感器1的振动模拟信号并将其转化成数字信号，提高数据传输稳定性及准确性，数据分析模块4能够将数据转化模块2传输的机械设备的实际振动数据与机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断机械设备的安全状态，若机械设备的实际振动数据大于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动过大、处于危险状态；若机械设备的实际振动数据小于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动属于安全范围、处于安全状态，从而完成机械设备的自动化诊断分析、效率高，数据可靠。

下面结合说明书附图，对该机械诊断装置的结构进行详细介绍。

振动加速度传感器1利用了石英晶体或者压电陶瓷的压电效应，即当传感器有加速度时，内部的质量块会产生力作用于压电片，压电片受力变形时就会在两个表面产生不同极性的电荷。因此振动加速度传感器1最开始输出的是微弱的电荷，其电荷量与机械设备振动加速度成正比，机械设备振动加速度越大，振动加速度传感器1输出的电荷越大，从而能够捕捉到机械设备的振动快慢情况。

本实施例中，数据转化模块2包括运放电路21和AD采集模块22，其中，运放电路21与振动加速度传感器1连接，AD采集模块22与运放电路21和数据采集模块均连接。上述设置，运放电路21可将振动加速度传感器1传输的振动模拟信号呈倍数放大，以便于后续信息采集捕捉，AD采集模块22进一步将运放电路21传输的振动模拟信号转化成数字信号进行传输，以避免信号传输中被干扰，提高了数据传输稳定性及准确性，也利于后续数据分析。

具体的，运放电路21又名“运算放大器”，具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，运放电路21可将振动加速度传感器1传输的振动模拟信号呈倍数放大，利于信号采集。由于运放电路21的结构及原理为本领域公知技术，此处不再赘述。

AD(Analog to digital，模拟/数字转换器)采集模块可采集运放电路21放大的振动模拟信号，并将振动模拟信号转换为数字信号，以数字信号进行传输可避免信号传输中被干扰，提高了数据传输稳定性及准确性，也利于后续数据分析。本实施例中，设置有16路AD采集模块22同步采集转化振动模拟信号，大大地提高信号采集转化效率。

控制模块3可与AD采集模块22连接，以控制AD采集模块22工作。具体的，控制模块3可控制AD采集模块22启停以及采集方式等。控制模块3具体为处理器电路。

数据分析模块4可将数据转化模块2传输的机械设备的实际振动数据与机械设备的预设振动数据进行计算对比分析，以得出机械设备是否安全的诊断信息。具体的，若机械设备的实际振动数据大于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动过大、处于危险状态；若机械设备的实际振动数据小于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动属于安全范围、处于安全状态。

进一步的，该机械诊断装置还包括报警模块8，报警模块8与数据分析模块4连接，以在数据分析模块4判断出机械设备处于危险状态时报警，以提醒操作人员关闭机械设备并对其进行维保。

此外，本实施例的机械诊断装置还包括存储模块5，存储模块5与数据转化模块2和数据分析模块4均连接，以接收并储存数据转化模块2传输的机械设备的实际振动数据。存储模块5可实现数据大量储存，便于连续、大量的数据采集，并且也方便数据分析模块4随时从存储模块5提取数据进行分析。

在优选的实施例中，该机械诊断装置还包括云服务器6，云服务器6与存储模块5通讯连接。存储模块5可将存储的振动数据同步传输至云服务器6，通过云服务器6进行振动数据存储或分析，简单高效、成本低廉。示例性地，云服务器6可以设置在移动设备，如手机上，或设置于固定设备，如电脑上。

并且，该机械诊断装置还包括网络通讯接口7，网络通讯接口7与存储模块5和云服务器6均连接，以便于数据在存储模块5和云服务器6之间实现通讯传输。

进一步的，本实施例的机械诊断装置还包括外壳，数据转化模块2、控制模块3和数据分析模块4均设置于外壳内。外壳可对内部的数据转化模块2、控制模块3和数据分析模块4起到防护作用，且也能提高整个结构的整体性、紧凑性。

本实施例中，机械诊断装置还包括供电模块，供电模块与振动加速度传感器1、数据转化模块2、控制模块3和数据分析模块4均电连接，以为各模块进行供电。

除上述设置外，机械诊断装置还包括设于外壳内的集成电路板，数据转化模块2、控制模块3和数据分析模块4均设置于集成电路板上，供电模块与集成电路板电连接。供电模块为集成电路板供电，数据转化模块2、控制模块3和数据分析模块4通过电线集成安装于集成电路板上，进一步提高了结构紧凑性，且也便于安装布置。

本实施例还公开了一种如上文所述的机械诊断装置的诊断方法，其包括如下步骤：

振动加速度传感器1采集机械设备的振动加速度数据。

具体的，振动加速度传感器1捕捉并采集机械设备的振动加速度，机械设备振动加速度越大，振动加速度传感器1输出的电荷越大，从而能够捕捉到机械设备的振动快慢情况。

控制模块3控制数据转化模块2采集振动加速度传感器1的振动模拟信号并将其转化成数字信号。

利用数据转化模块2中的运放电路21将振动加速度传感器1传输的振动模拟信号呈倍数放大，再利用AD采集模块22采集运放电路21放大的振动模拟信号，并将振动模拟信号转换为数字信号。进一步的，存储模块5接收并储存AD采集模块22传输的机械设备的实际振动数据。

数据分析模块4将数据转化模块2传输的机械设备的实际振动数据与机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断机械设备的安全状态。

具体的，数据分析模块4接收存储模块5传输的机械设备的实际振动数据并与机械设备的预设振动数据进行计算分析，若机械设备的实际振动数据大于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动过大、处于危险状态，报警模块8报警，以提醒操作人员关闭机械设备并对其进行维保；若机械设备的实际振动数据小于机械设备的预设振动数据，则说明机械设备振动属于安全范围、处于安全状态，则不触发报警模块8。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种机械诊断装置，其特征在于，包括：

振动加速度传感器(1)，安装于待测试的机械设备上；

数据转化模块(2)，与所述振动加速度传感器(1)连接，以接收所述振动加速度传感器(1)的振动模拟信号并将其转化成数字信号；

控制模块(3)，与所述数据转化模块(2)连接，以控制所述数据转化模块(2)工作；

数据分析模块(4)，与所述数据转化模块(2)连接，用于将所述数据转化模块(2)传输的所述机械设备的实际振动数据与所述机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断所述机械设备的安全状态。

2.根据权利要求1所述的机械诊断装置，其特征在于，所述数据转化模块(2)包括：

运放电路(21)，与所述振动加速度传感器(1)连接；

AD采集模块(22)，与所述运放电路(21)和所述控制模块(3)均连接，以将所述运放电路(21)传输的放大信号转化成数字信号。

3.根据权利要求1所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括：

存储模块(5)，与所述数据转化模块(2)和所述数据分析模块(4)均连接，以接收并储存所述数据转化模块(2)传输的所述机械设备的实际振动数据。

4.根据权利要求3所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括云服务器(6)，所述云服务器(6)与所述存储模块(5)通讯连接。

5.根据权利要求4所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括网络通讯接口(7)，所述网络通讯接口(7)与所述存储模块(5)和所述云服务器(6)均连接。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括报警模块(8)，所述报警模块(8)与所述数据分析模块(4)连接，以在所述数据分析模块(4)判断出所述机械设备处于危险状态时报警。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括外壳，所述数据转化模块(2)、所述控制模块(3)和所述数据分析模块(4)均设置于所述外壳内。

8.根据权利要求7所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块与所述振动加速度传感器(1)、所述数据转化模块(2)、所述控制模块(3)和所述数据分析模块(4)均电连接。

9.根据权利要求8所述的机械诊断装置，其特征在于，还包括设于所述外壳内的集成电路板，所述数据转化模块(2)、所述控制模块(3)和所述数据分析模块(4)均设置于所述集成电路板上，所述供电模块与所述集成电路板电连接。

10.一种采用如权利要求1至9中的任一项所述的机械诊断装置的诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

振动加速度传感器(1)采集待测试的机械设备的振动加速度数据；

控制模块(3)控制数据转化模块(2)采集所述振动加速度传感器(1)的振动模拟信号并将其转化成数字信号；

数据分析模块(4)将所述数据转化模块(2)传输的所述机械设备的实际振动数据与所述机械设备的预设振动数据进行计算分析，并判断所述机械设备的安全状态。

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