CN204679163U - 一种分部供电无线埋设式振动监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分部供电无线埋设式振动监测系统，包括拾振器模块、数据采集存储模块和分部供电模块，拾振器模块包括一组或多组MEMs电容振动传感器，数据采集存储模块包括数据采集模块、数据存储模块和无线网卡模块，分部供电模块包括第一恒稳供电转换器和第二恒稳供电转换器，通过利用MEMs电容传感器的微型、宽频、低幅的特征，通过采用专用振动数据采集模块，配置两种交流变直流恒稳供电转换器很好的解决供电问题，结合高速存储和无线信号发送技术，实现在微振动控制工程中，高效、便捷、稳定、准确地对环境振动信息进行采集，其小体积、低质量、少布线、高精度的特征可以面向更多测试或监测条件恶劣的环境。
Description
技术领域
本实用新型属于高精度微振动控制工程及监测工程领域，具体涉及一种分部供电无线埋设式振动监测系统。
背景技术
目前微振动工程高精度监测需求量越来越大，尤其是精密仪器及设备加工、研制和生产过程，以及光学检测领域，对微振动长时监测水平要求极高，无线埋设式微振动监测装置是保证微振动工程领域正常实验、生产顺利进行的关键技术之一。
目前微振动监测装置常用的方法有：
一、微振动工程基础设施建设完毕后，由建设方对精密仪器及设备进行一次性工程竣工测试，也可邀请第三方进行微振动测试，最后将测试数据进行评估，一并交由甲方。
二、由于精密仪器及设备服役过程中出现微振动超标而引起系统无法正常作业，当微振动控制在合同期内，由甲方责令微振动控制设计方进行微振动测试和评估；当不在合同期内，由甲方邀约原设计方或第三方进行微振动测试和评估。
三、由微振动工程技术服务商定期向甲方邀约，获批准后，进入实验或生产厂区，利用微振动拾振器进行测试，并对数据进行保存和分析，再进行微振动水平评估，编制报告后传送给甲方。
目前，上述第一种和第二种微振动监测方法，并非长时连续性监测，而是一次性短时测试，未考虑精密仪器及设备服役过程中的周边微振动环境水平的变化，无法实现对微振动的连续测试；第三种方法实质上也是间断性短时微振动测试，也无法实现对微振动环境水平的连续测试。
而且，目前微振动测试的装置普遍偏大，虽然配置均有微振动拾振器、数据采集器、电源三部分构成，但是由于微振动工程领域较为专业，且属于多学科交叉技术，所以在测试装置的集成化水平上较低，常用的测试装置系统质量大、体积大，对于某些质量小、体积小的精密仪器及设备甚至无法实现有效的短时测试，更无法实现长时有效的智振动检测和预警功能。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种分部供电无线埋设式振动监测系统，包括拾振器模块、数据采集存储模块和分部供电模块，拾振器模块包括一组或多组MEMs电容振动传感器，数据采集存储模块包括数据采集模块、数据存储模块和无线网卡模块，分部供电模块包括第一恒稳供电转换器和第二恒稳供电转换器，第一恒稳供电转换器和第二恒稳供电转换器均通过电源线和交流220v电源进行连接供电，第一恒稳供电转换器通过集电盒和电源线与一组或多组MEMs电容振动传感器连接，第二恒稳供电转换器通过集电盒和电源线与数据采集模块连接，一组或多组MEMs电容振动传感器和数据存储模块通过绝缘数据线与数据采集模块连接，无线网卡模块通过数据线分别与数据采集模块和数据存储模块连接。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，第一恒稳供电转换器或第二恒稳供电转换器与集电盒之间设有三条电源线。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，一组或多组MEMs电容振动传感器中每组MEMs电容振动传感器设有第一至第四数据集采通道，其中，第一至第三数据集采通道均通过绝缘数据线与数据采集模块连接，第四通道主要进行补充电源供电。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，第一至第三数据集采通道分别采集X、Y、Z三个方向的数据，其中X方向为东西方向，Y方向为南北方向，Z方向为上下方向。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，第一恒稳供电转换器为交流220V转直流±12V型号开关电源，及第二恒稳供电转换器为交流220V转直流9-40V型号开关电源。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，一组或多组MEMs电容振动传感器的长、宽和高均为20mm，重量为0.01千克，最高振动拾振分辨率为2x10-6g，有效拾振频带宽度为0-200Hz。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，数据采集模块为24位4通道同步数据采集模块。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，数据线采用采集卡尾线或者辫子数据线，内衬进口铝箔，外层高达96编铜网屏蔽，多层屏蔽完全隔绝干扰，最外层为环保胶料。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，电源线采用通用220v民用电源线，具有外层铜网屏蔽。
有益效果
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，通过利用MEMs电容传感器的微型、宽频、低幅的特征，通过采用专用振动数据采集模块，配置两种交流变直流恒稳供电转换器，结合高速存储和无线信号发送技术，实现了对微振动工程进行可埋设式无线微振动监测功能，这种方式可以有效地对工业工程中的建筑结构、工业设备等微振动进行测量，同时可以很好的解决供电问题，以及以往监测装置体积质量大无法进行的特种环境测试工作。实现在微振动控制工程中，高效、便捷、稳定、准确地对环境振动信息进行采集，其小体积、低质量、少布线、高精度的特征可以面向更多测试或监测条件恶劣的环境，有利于进行工程中的长期埋设式微振动监测。
附图说明
图1是一种分部供电无线埋设式振动监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
图1是一种分部供电无线埋设式振动监测系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型提供了一种分部供电无线埋设式振动监测系统，包括拾振器模块(01)、数据采集存储模块(02)和分部供电模块(03)，拾振器模块(01)包括一组或多组MEMs电容振动传感器(04)，数据采集存储模块(02)包括数据采集模块(05)、数据存储模块(06)和无线网卡模块(07)，分部供电模块(03)包括第一恒稳供电转换器(08)和第二恒稳供电转换器(09)，第一恒稳供电转换器(08)和第二恒稳供电转换器(09)均通过电源线和交流220v电源(10)进行连接供电，第一恒稳供电转换器(08)通过集电盒(11)和电源线与一组或多组MEMs电容振动传感器(04)连接，第二恒稳供电转换器(09)通过集电盒(11)和电源线与数据采集模块(05)连接，一组或多组MEMs电容振动传感器(04)和数据存储模块(06)通过绝缘数据线(12)与数据采集模块(05)连接，无线网卡模块(07)通过数据线分别与数据采集模块(05)和数据存储模块(06)连接，这样利用绝缘数据线可以实时连续将采集到的数据保存至数据存储模块(06)中，采集到了振动数据或数据存储模块(06)已保存的振动数据，通过无线网卡模块(07)传送至振动数据处理机器或笔记本终端。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，第一恒稳供电转换器(08)或第二恒稳供电转换器(09)与集电盒(11)之间设有三条电源线(13)。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，一组或多组MEMs电容振动传感器(04)中每组MEMs电容振动传感器设有第一至第四数据集采通道，第一至第三数据集采通道均通过绝缘数据线(12)与数据采集模块(05)连接，第四通道主要进行补充电源供电。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，第一至第三数据集采通道分别采集X、Y、Z三个方向的数据，其中X方向为东西方向，Y方向为南北方向，Z方向为上下方向。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，拾振器模块(01)的一组或多组MEMs电容振动传感器(04)、数据采集存储模块(02)的数据采集模块(05)、数据存储模块(06)和无线网卡模块(07)的需电的标准不一，第一恒稳供电转换器(08)为交流220V转直流±12V型号开关电源，直流输出范围为±12V，及第二恒稳供电转换器(09)为交流220V转直流9-40V型号开关电源，直流输出范围为9-40v，第一恒稳供电转换器(08)和第二恒稳供电转换器(09)工作温度为-20～+60℃，外形尺寸为99×97×36mm(长×宽×高)，重量和体积分别为0.36公斤和0.026立方米，这样，分部供电模块(03)通过第一恒稳供电转换器(08)为拾振器模块(01)的一组或多组MEMs电容振动传感器(04)提供用电，通过第二恒稳供电转换器(09)为数据采集存储模块(02)的数据采集模块(05)提供用电，数据存储模块(06)和无线网卡模块(07)则分别通过绝缘数据线和数据线从数据采集模块(05)上获得用电，即间接通过第二恒稳供电转换器(09)为其提供用电，分部供电模块(03)通过第一恒稳供电转换器(08)和第二恒稳供电转换器(09)通过电源线和交流220v电源(10)进行连接供电，这样可以直接连接至通用电压220v电源，为系统连续稳定地供电。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，一组或多组MEMs电容振动传感器(04)的长、宽和高均为20mm，重量为0.01千克，最高振动拾振分辨率为2x10-6g，有效拾振频带宽度为0-200Hz，MEMs电容振动传感器(04)为一种微电子和微机械加工技术制造出来的微型传感器，采用晶体硅MEMS加工工艺，通过ASIC调理电路实现电容检测。其采用气密封装，内部集成温度传感器和温度补偿电路，保证在恶劣环境中正常工作，内部设计过量程止档结构，能够承受高冲击和大加速度载荷作用，具有响应频率宽、长期稳定等优点。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，数据采集模块(05)为24位4通道同步数据采集模块，102.4KHz转换速度，±5V满量程信号输入，且温漂小，即2uV零点电压温漂，2ppm满幅温漂，动态范围宽，即109dB动态范围，具有线性相位数字滤波器功能，即截止频率为采样频率的一半，通带波动±0.005dB，阻带衰减100dB，低噪声9uV，高信噪比105dB，功耗低，小于2.5W(5V/500mA)，超高精度带隙参考源，支持USB 1.1标准，适用于Windows 98、Windows 2000和Windows XP，32位120MHz浮点数字信号处理器作为主控制器，可变时钟功能，128K字节存储器可用于缓存采集数。
无线网卡模块(07)包括的无线路由器为振动数据采集无线传送专用网卡装置，其具体参数为：频率为2.400GHz-2.4835GHz，5G；芯片为Atheros AR9285；接口为PCI-E mini-Card V1.1；传输范围为150MbpsChannel：FCC 1～11Channels/ETSI and Telec 1～13Channels；天线为1T2R mode；信道带宽为支持20/40MHz；操作半径达300m(室外操作范围)，尺寸为26.8*30*3.5mm。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，数据线采用采集卡尾线或者辫子数据线，内衬进口铝箔，外层高达96编铜网屏蔽，多层屏蔽完全隔绝干扰，最外层为环保胶料，，所有材料均符合欧盟ROHS环保认证，符合国际标准接口(IEEE1394标准)；提供高速数据传送，可达480Mbps。
本实用新型公开的一种分部供电无线埋设式振动监测系统的实施例中，电源线采用通用220v民用电源线，具有外层铜网屏蔽。
以上所述，仅是本实用新型较佳的实施方式，并非对本实用新型的技术方案做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例做任何简单修改，形式变化和修饰，均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种分部供电无线埋设式振动监测系统，包括拾振器模块、数据采集存储模块和分部供电模块，所述拾振器模块包括一组或多组MEMs电容振动传感器，所述数据采集存储模块包括数据采集模块、数据存储模块和无线网卡模块，所述分部供电模块包括第一恒稳供电转换器和第二恒稳供电转换器，所述第一恒稳供电转换器和所述第二恒稳供电转换器均通过电源线和交流220v电源进行连接供电，所述第一恒稳供电转换器通过集电盒和电源线与所述一组或多组MEMs电容振动传感器连接，所述第二恒稳供电转换器通过集电盒和电源线与所述数据采集模块连接，所述一组或多组MEMs电容振动传感器和所述数据存储模块通过绝缘数据线与所述数据采集模块连接，所述无线网卡模块通过数据线分别与所述数据采集模块和所述数据存储模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述第一恒稳供电转换器或所述第二恒稳供电转换器与所述集电盒之间设有三条电源线。
3.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述一组或多组MEMs电容振动传感器中每组MEMs电容振动传感器设有第一至第四数据集采通道，所述第一至第三数据集采通道均通过绝缘数据线与数据采集模块连接，所述第四数据集采通道主要进行补充电源供电。
4.根据权利要求3所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述第一至第三数据集采通道分别采集X、Y、Z三个方向的数据，其中X方向为东西方向，Y方向为南北方向，Z方向为上下方向。
5.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述第一恒稳供电转换器为交流220V转直流±12V型号开关电源，及所述第二恒稳供电转换器为交流220V转直流9-40V型号开关电源。
6.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述一组或多组MEMs电容振动传感器的长、宽和高均为20mm，重量为0.01千克，最高振动拾振分辨率为2x10-6g，有效拾振频带宽度为0-200Hz。
7.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述数据采集模块为24位4通道同步数据采集模块。
8.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述数据线采用采集卡尾线或者辫子数据线，内衬进口铝箔，外层高达96编铜网屏蔽，多层屏蔽完全隔绝干扰，最外层为环保胶料。
9.根据权利要求1所述的一种分部供电无线埋设式振动监测系统，其特征在于：所述电源线采用通用220v民用电源线，具有外层铜网屏蔽。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106710193A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-24 | 中国机械工业集团有限公司 | 一种便携式拾振器供电和数采线路分拨集成装置 |
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2015
- 2015-04-23 CN CN201520248702.1U patent/CN204679163U/zh active Active
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