CN202916000U - 电子振动开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子振动开关，包括按被检测信号传递方向顺序连接的模拟信号前端预处理电路、A/D转换电路、CPU电路、D/A转换电路和模拟量电流输出电路，所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端设有传感器输入端子，所述电子振动开关还包括原始信号缓冲输出电路、报警电路和内置的传感器，所述内置的传感器的信号输出端连接所述A/D转换电路的信号输入端。采用本实用新型可以在设备振动异常时，及时发现问题，提醒有关人员进行处理，并可以控制适宜的设备进行必要的动作，进行振动状态的记录，监视以及对机械设备进行停车等控制，为问题的及时发现和处理提供有利条件，有助于设备的正常运行，有助于减低设备的损坏，避免事故的发生。

Description

电子振动开关

技术领域

本实用新型涉及一种旋转机械保护装置，具体涉及一种用于测量机械振动的加速度、速度和位移的电子振动开关。

背景技术

旋转机械广泛应用于电力、石化、冶金、制造、航空等几乎所有的工业领域，是生产中的关键设备，对安全生产影响很大。实际应用中，由于存在许多例如磨损等无法避免的因素，旋转机械经常会出现各种故障，以致降低或失去其预定的功能，甚至可能引发严重的事故，造成巨大的经济损失乃至人员伤亡，产生严重的社会影响。

振动时引起旋转机械设备故障的主要原因，而且不同种类的故障会在振动的信号上有所表现。因此，为减少上述情况的发生，保证机械设备的安全高效运行，对旋转机械进行振动监测显得尤为重要。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种电子振动开关，可以测量设备的机械振动的加速度、速度和/或位移，在出现异常时报警，从而对设备起到保护作用。

本实用新型采用的技术方案为：一种电子振动开关，包括按被检测信号传递方向顺序连接的模拟信号前端预处理电路、A/D转换电路、CPU电路、D/A转换电路和模拟量电流输出电路，所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端设有传感器输入端子，所述传感器输入端子为机械振动加速度信号、速度信号和/或位移信号输入端子，所述电子振动开关还包括内置的传感器，所述内置的传感器的信号输出端连接所述A/D转换电路的信号输入端，所述内置的传感器为检测机械振动的加速度、速度和/或位移的传感器。

所述电子振动开关还可以设有原始信号缓冲输出电路，所述原始信号缓冲输出电路的信号输入端连接所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端。

所述模拟量电流输出电路的输出端可以采用冗余的4～20mA有源输出端子，优选包括两个独立的电流输出端子。

所述CPU电路可以连接有与其双向通信的通讯电路，所述通讯电路优选通过RS485与上位机进行通信。

所述CPU电路还可以连接有键盘控制电路，所述键盘控制电路的控制信号输出端连接所述CPU电路的相应的控制信号输入端，所述键盘控制电路的控制信号输入端可以连接有控制键盘。

所述CPU电路还可以连接有LED显示电路，所述LED显示电路的信号输入端连接所述CPU电路的显示信号输出端，所述LED显示电路可以设有显示终端。

所述CPU电路还可以连接有报警输出电路，所述报警输出电路的报警信号输入端连接所述CPU电路的报警信号输出端，所述报警输出电路的报警信号输出端可以连接有报警元件。

所述CPU电路还可以连接有继电器电路，所述继电器电路的指令信号输入端连接所述CPU电路的相应的指令信号输出端。

所述CPU电路还可以连接有电源电路，所述电源电路优选设有两个独立的电源输入端子，分别对应24VDC和220VAC输入。

所述电子振动开关还可以设有壳体，各电路安装在所述壳体内，所述冗余的4～20mA有源输出端子、传感器输入端子、内置的传感器的检测端子、控制键盘、显示终端、报警元件、原始信号缓冲输出电路的输出端子、通讯电路的通信接口、继电器电路的输出端子和电源输入端子均可以安装在所述壳体的面板上。

本实用新型的有益效果：本实用新型可以通过安装在机械设备上的传感器或者内置的传感器采集机械设备的机械振动的加速度、速度和/或位移信号，通过A/D转换电路转换为可以被CPU电路识别和分析的信号，由CPU电路进行运算形成数字量的机械振动的加速度、速度和/或位移信号，经D/A转换电路转换成模拟信号，送入模拟量电流输出电路处理成适宜于输出的电流信号进行电流输出，以便进行显示和监控；由于在振动异常的情况，CPU电路还会生成数字报警信号送入报警控制电路，通过报警元件进行报警，由此实现了对机械设备振动状况的在线监控和实时报警，在机械设备出现异常振动时，及时发现问题并提醒有关人员进行处理，并可以通过信号电流的输出控制适宜的设备进行必要的动作，进行振动状态的记录，监视以及对机械设备进行停车等控制，为问题的及时发现和处理提供有利条件，有助于设备的正常运行，有助于减低设备的损坏，避免事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型的内部电路框图；

图2为本实用新型的外部结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型提供了一种电子振动开关，包括按被检测信号传递方向顺序连接的模拟信号前端预处理电路、A/D转换电路、CPU电路、D/A转换电路和模拟量电流输出电路，所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端设有传感器输入端子，所述传感器输入端子为机械振动加速度信号、速度信号和/或位移信号输入端子，用于连接安装在机械设备上的加速度输出型传感器、速度输出型传感器和/或位移输出型传感器，采集机械振动的加速度、速度和/或位移信号，所述电子振动开关还包括内置的传感器，所述内置的传感器的信号输出端连接所述A/D转换电路的信号输入端，所述内置的传感器为检测机械振动的加速度、速度和/或位移的传感器，以便于可以通过所述的内置的传感器直接对机械设备进行检测，在实际应用中，可以选择上述两种检测方式中的任意一种对机械设备进行检测。由于本实用新型提供了模拟信号前端预处理电路、A/D转换电路、CPU电路、D/A转换电路和模拟量电流输出电路的完整通路，可以实现机械振动加速度、速度和/或位移信号的在线自动采集。

所述电子振动开关还可以设有原始信号缓冲输出电路，所述原始信号缓冲输出电路的信号输入端连接所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端，用于在通过设置在机械设备上的传感器采集信号时，输出原始的未经其他电路处理的模拟信号，以保持信号的真实性，避免信息丢失，这些输出可以供其他监控仪器使用。所述原始信号缓冲输出是指传感器输出的、未经滤波处理的原始信号。

所述模拟量电流输出电路的输出端可以采用冗余的4～20mA有源输出端子1，优选包括两个独立的电流输出端子，当一个输出端子失效时可以使用另一个输出端子，提高系统的可靠性。

所述CPU电路可以连接有与其双向通信的通讯电路，所述通讯电路优选通过RS485与上位机进行通信，使得上位机通过配置软件可以对所述电子振动开关进行组态设置，也可以实时读取所述电子振动开关的状态和输出的数据或信息。另外多个所述电子振动开关可以依靠所述通讯电路通过Modbus RTU协议组成一个网络，以便实现全面监控，不同的所述电子振动开关可以通过不同的ID号进行区分。

所述CPU电路还可以连接有键盘控制电路，所述键盘控制电路的控制信号输出端连接所述CPU电路的相应的控制信号输入端，所述键盘控制电路的控制信号输入端可以连接有控制键盘，以实现人工参数设置和控制。

所述CPU电路还可以连接有LED显示电路，所述LED显示电路的信号输入端连接所述CPU电路的显示信号输出端，所述LED显示电路可以设有显示终端2，所述显示终端为发光二极管和/或LED显示器，用于系统的正常状态显示和通讯状态显示等。

所述CPU电路还可以连接有报警输出电路，所述报警输出电路的报警信号输入端连接所述CPU电路的报警信号输出端，所述报警输出电路的报警信号输出端可以连接有报警元件，优选所述报警元件为所述显示终端中的一个显示元件或多个显示元件，通过适宜的方式进行报警或实现多种形式的报警。

所述控制键盘上的按键3可以包括系统复位按键、“+”按键和“-”按键，所述按键配合所述报警元件可以用于设置开关报警值，系统报警值的设置并不仅限于通过按键，也可以通过通信接口和上位机配置软件进行设置，相应地，报警复位/旁路/倍增均可以现场控制或通过上位机遥控控制。

所述电子振动开关可以测量设备的机械振动加速度、速度和/或位移信号，灵敏地监测机械设备的异常振动并及时报警，从而对设备起到保护作用。当所采集的振动参量经所述CPU电路的比较、分析后判定进入报警范围，如大于设定报警上限或小于设定的报警下限时由所述报警输出电路报警，辅助操作人员及时获得相关信息，提示其提前加以维护、修理，从而有效地避免重大事故的发生。

所述CPU电路还可以连接有继电器电路，所述继电器电路的指令信号输入端连接所述CPU电路的相应的指令信号输出端，通过所述继电器电路控制继电器动作，以实现根据设备的振动状况对相关设备的工作状态进行控制。

所述CPU电路还可以连接有电源电路，所述电源电路优选设有两个独立的电源输入端子4，分别对应24VDC和220VAC输入，使用时可以选择其中的一种供电方式，当一个电源输入失效时，可以采用另一个继续为所述电子振动开关提供电源，提高了供电系统的可靠性。

所述电子振动开关还可以设有壳体，各电路可以安装在所述壳体内，所述冗余的4～20mA有源输出端子、传感器输入端子、内置的传感器的检测端子、控制键盘、显示终端、报警元件、原始信号缓冲输出电路的输出端子5、通讯电路的通信接口6、继电器电路的输出端子和电源输入端子均可以安装在所述壳体的面板上，以方便进行操作和控制。

本实用新型在使用时，可以将安装在机械设备上的传感器接入所述传感器输入端子，所述原始信号缓冲输出电路输出原始信号，传感器检测到的信号经所述模拟信号前端预处理电路处理后输入所述A/D转换电路，或者可以直接通过所述内置的传感器采集机械振动参量输入给所述A/D转换电路，模拟信号通过所述A/D转换电路转换后将数字信号输入到所述CPU电路，处理后输出相应的报警状态，驱动所述继电器电路工作，并经过所述D/A转换电路和模拟量电流输出电路输出相应的电流值，所述电子振动开关的状态和输出的数据或信息可以通过所述通讯电路传输给上位机。

本实用新型具有价格低廉、保护可靠、安装方便和抗干扰能力强等优点，主要适用于减速机、离心分离机、电动机、热交换器、发电机、活塞压气机、压缩机、工业风扇等旋转机械。

Claims (10)

1.一种电子振动开关，其特征在于包括按被检测信号传递方向顺序连接的模拟信号前端预处理电路、A/D转换电路、CPU电路、D/A转换电路和模拟量电流输出电路，所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端设有传感器输入端子，所述传感器输入端子为机械振动加速度信号、速度信号和/或位移信号输入端子，所述电子振动开关还包括内置的传感器，所述内置的传感器的信号输出端连接所述A/D转换电路的信号输入端，所述内置的传感器为检测机械振动的加速度、速度和/或位移的传感器。

2.如权利要求1所述的电子振动开关，其特征在于其还设有原始信号缓冲输出电路，所述原始信号缓冲输出电路的信号输入端连接所述模拟信号前端预处理电路的信号输入端。

3.如权利要求2所述的电子振动开关，其特征在于所述模拟量电流输出电路的输出端采用冗余的4～20mA有源输出端子，包括两个独立的电流输出端子。

4.如权利要求3所述的电子振动开关，其特征在于所述CPU电路连接有与其双向通信的通讯电路，所述通讯电路通过RS485与上位机进行通信。

5.如权利要求4所述的电子振动开关，其特征在于所述CPU电路还连接有键盘控制电路，所述键盘控制电路的控制信号输出端连接所述CPU电路的相应的控制信号输入端，所述键盘控制电路的控制信号输入端连接有控制键盘。

6.如权利要求5所述的电子振动开关，其特征在于所述CPU电路还连接有LED显示电路，所述LED显示电路的信号输入端连接所述CPU电路的显示信号输出端，所述LED显示电路设有显示终端。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的电子振动开关，其特征在于所述CPU电路还连接有报警输出电路，所述报警输出电路的报警信号输入端连接所述CPU电路的报警信号输出端，所述报警输出电路的报警信号输出端连接有报警元件。

8.如权利要求7所述的电子振动开关，其特征在于所述CPU电路还连接有继电器电路，所述继电器电路的指令信号输入端连接所述CPU电路的相应的指令信号输出端。

9.如权利要求8所述的电子振动开关，其特征在于所述CPU电路还连接有电源电路，所述电源电路设有两个独立的电源输入端子，分别对应24VDC和220VAC输入。

10.如权利要求9所述的电子振动开关，其特征在于其还设有壳体，各电路安装在所述壳体内，所述传感器输入端子、内置的传感器的检测端子、报警元件、继电器电路的输出端子和电源输入端子均安装在所述壳体的面板上。

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