CN206192496U - 一种袖珍式测振仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种袖珍式测振仪，包括振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路、显示装置和供电装置，振动采集装置、听诊装置和温度采集装置均与信号处理电路相连接，信号处理电路还与选择控制电路相连接，选择控制电路还与显示装置相连接，供电装置分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置相连接。本实用新型的袖珍式测振仪，结构简单精巧，集成度高、体积小、价格较低、便于携带，各装置/电路协同工作，兼容集成温度采集和震动采集的功能，有效地提高了测振仪测量抗干扰能力和测量精度。

Description

一种袖珍式测振仪

技术领域

本实用新型涉及机械振动测量、设备状态检测及故障诊断技术领域，特别是一种新型的尤其适用于机械振动测量的袖珍式测振仪。

背景技术

随着科技的发展，人们对振动的危害越来越重视，众所周知，各种机械振动的振源主要来自于各机械的结构设计、制造、安装、调试和环境本身，振动的存在必然要引起结构疲劳损伤、零部件磨损和冲击破坏等故障。工厂/企业要实现设备管理现代化，应当积极推行先进的设备管理方法和采取以设备状态监测为基础的设备维修技术；设备状态监测及故障诊断技术是设备预防性维修的前提，特别是重工企业，工作连续性强及安全可靠性要求高，通过状态监测可以逐步掌握大、中型设备的工作状态，以杜绝事故停机损失，其中，振动测试是实现设备状态与故障诊断的重要手段，测振仪的使用提高了生产安全、生产质量和生产效率。目前常用的测振仪，即使是手持式测振仪依然存在系统功能单一，测量精度不高、频带窄、抗干扰能力差、体积大、功耗大，价格昂贵等局限性问题，并且这种测振仪仪器通常无法满足石油、化工等高腐蚀、易爆等场所使用。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的测振仪存在功能单一、测量精度较低、频带窄、抗干扰能力差、体积大、功耗大以及价格昂贵等问题，提供一种新型的袖珍式测振仪，采用包括振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路、显示装置和供电装置相互协同工作的架构，仪器结构简单精巧，体积小、价格较低、便于携带，各装置/电路协同工作，实现了温度采集和振动采集的功能集成，并且有效地提高了测量抗干扰能力和测量精度。

本实用新型的技术方案如下：

一种袖珍式测振仪，其特征在于，包括振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路、显示装置和供电装置，所述振动采集装置、听诊装置和温度采集装置均与信号处理电路相连接，所述信号处理电路还与选择控制电路相连接，所述选择控制电路还与显示装置相连接，所述供电装置分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置相连接。

所述振动采集装置包括振动传感器，所述听诊装置包括听诊耳机，所述温度采集装置包括温度传感器，所述振动传感器、听诊耳机和温度传感器均与信号处理电路相连接。

所述信号处理电路包括第一信号增益调整电路、第二信号增益调整电路、第一信号转换电路、第二信号转换电路、第一高通滤波网络、第二高通滤波网络、低通滤波网络和积分电路，所述第一信号增益调整电路、第一高通滤波网络和第二高通滤波网络依次相连接，且所述第一信号增益调整电路与振动传感器相连接，所述第二高通滤波网络与选择控制电路相连接；所述第一信号转换电路分别与听诊耳机和第一高通滤波网络相连接；所述低通滤波网络、积分电路和第二信号增益调整电路依次相连接，且所述第二信号增益调整电路与选择控制电路相连接，所述第一高通滤波网络还与低通滤波网络相连接，所述低通滤波网络还与选择控制电路相连接；所述第二信号转换电路分别与温度传感器和选择控制电路相连接。

所述选择控制电路包括依次相连接的高/低频选择控制器、振动量选择器和温度/振动选择控制器且所述高/低频选择控制器、振动量选择器和温度/振动选择控制器均与显示装置相连接，所述高/低频选择控制器分别与第二高通滤波网络和低通滤波网络相连接，所述振动量选择器与第二信号增益调整电路相连接，所述温度/振动选择控制器与第二信号转换电路相连接。

所述积分电路依次集成一次积分电路和二次积分电路。

所述供电装置包括相互连接的内置电池和供电电压转换电路，所述供电电压转换电路分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置相连接。

所述供电装置还包括低压检测电路，所述内置电池和供电电压转换电路之间引出信号连接至所述低压检测电路，所述低压检测电路还与显示装置相连接。

所述供电装置还包括断电保持电路，所述内置电池和供电电压转换电路通过断电保持电路相连接，所述断电保持电路和供电电压转换电路之间引出信号连接至低压检测电路。

所述显示装置包括相互连接的液晶显示器和液晶显示驱动电路，所述液晶显示器与选择控制电路相连接。

所述振动传感器集成压电转换装置、电荷电压转换电路和频率补偿电路；

和/或，所述听诊装置还包括音频转换电路，所述音频转换电路与听诊耳机相连接；

和/或，所述振动传感器的探头为一体式或分体式。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型涉及了一种袖珍式测振仪，包括振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路、显示装置和供电装置，各装置/电路独立处理并相互协同工作，集温度采集、振动采集于一体，使得温度数据、振动数据采集使用更方便，设备检测更全面，同时有效地提高了测量抗干扰能力和测量精度；此外，本实用新型的袖珍式测振仪集成度高，仪器结构简单精巧，体积小、价格较低、便于携带，适合于大范围推广使用，解决了现有的测振仪功能单一、测量精度较低、频带窄、抗干扰能力差、体积大、功耗大以及价格昂贵的问题；上述实用新型袖珍式测振仪的各装置或各电路均可以硬件实现，采用的仪器硬件防爆性能可以按照国标要求配置，仪器硬件进行防水、防尘、防腐蚀处理，即使在高温、高湿、高腐蚀、易爆等危险场所也能安全、稳定的工作，提高了袖珍式测振仪的安全性和可靠性。

本实用新型提出的袖珍式测振仪，上述各装置/电路作为独立的单元模块可以进行优化、细化设置，例如，信号处理电路采用精心设计地低通、高通滤波电路，有效地提高了测振仪的抗干扰能力和测量精度；例如，选择控制电路采用高低频分档，可以实现更准确地振动检测，进而更准确地判断各类故障；再例如，供电装置配置低压检测电路以及断电保持电路，能够实现电池低压的实时监控以及实现短时间断电保持功能。综上所述，本实用新型提出的袖珍式测振仪，集数据采集、控制、监测、处理、显示等精心优化处理，数据采集实时性强，采集数据更精确，故障诊断更高效，功耗更低，更有利于降低设备维护成本和维护时间。

附图说明

图1是本实用新型袖珍式测振仪的结构示意图。

图2是本实用新型袖珍式测振仪的第一种优选结构示意图。

图3是本实用新型袖珍式测振仪的第二种优选结构示意图。

图中各标号列示如下：

1－振动采集装置；2－听诊装置；3－温度采集装置；4－信号处理电路；5－选择控制电路；6－供电装置；7－显示装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明。

本实用新型涉及一种袖珍式测振仪，其结构示意如图1所示，包括振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路、显示装置和供电装置，其中，振动采集装置、听诊装置和温度采集装置均与信号处理电路相连接，信号处理电路还与选择控制电路相连接，选择控制电路还与显示装置相连接，供电装置分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置相连接。振动采集装置主要完成待测设备的振动量数据采集；听诊装置主要完成振动听诊功能，即将待测设备的振动数据信号转换为音频信号后进行听诊处理；温度采集装置主要完成待测设备的工作温度采集；信号处理电路主要是将振动采集装置、听诊装置和温度采集装置分别各自输出的采集数据进行实时处理，例如实时信号转换、信号增益调整、信号滤波等；选择控制电路可以实现高/低频分档，进而可以依据待测设备的类型合理选择频率范围，并且还可以通过选择控制电路切换袖珍式测振仪功能；显示装置主要完成数据类型、数据采集量、电池状态(尤其是电池低电状态)等显示功能；供电装置主要完成对上述各装置/电路的供电。本实用新型提出的袖珍式测振仪，测振仪结构简单精巧，集成度高，体积小、价格较低，袖珍式便于携带，各装置/电路的功能单元模块相互协同工作，兼容集成温度采集和振动采集的功能，有效地提高了测量抗干扰能力和测量精度，适用于一般情况下的机械振动测量，尤其适用于选择机械的振动测量，可以广泛适用于石油、化工、机械制造、电力、冶金、水泥和车辆等领域。

图2是本实用新型袖珍式测振仪的第一种优选结构示意图。如图2所示，该袖珍式测振仪的振动采集装置包括振动传感器，用于待测设备的振动量数据的感应、采集；听诊装置包括听诊耳机，用于待测设备的振动数据信号转换为音频信号后的听诊处理；温度采集装置包括温度传感器，用于待测设备的工作温度的感应、采集；信号处理电路包括第一信号增益调整电路、第二信号增益调整电路、第一信号转换电路、第二信号转换电路、第一高通滤波网络、第二高通滤波网络、低通滤波网络和积分电路；选择控制电路包括高/低频选择控制器(用于控制选择振动量频率范围，如高频(1kHz左右或大于1kHz)或低频(10～1000Hz))、振动量选择器(配合积分电路，可以用于控制选择振动量数据类型，如加速度、速度或位移)和温度/振动选择控制器，供电装置包括内置电池、供电电压转换电路和低压检测电路，显示装置包括液晶显示器；其中，第一信号增益调整电路、第一高通滤波网络和第二高通滤波网络依次相连接，且第一信号增益调整电路与振动传感器相连接，第二高通滤波网络与高/低频选择控制器相连接，第一信号转换电路分别与听诊耳机和第一高通滤波网络相连接，低通滤波网络、积分电路和第二信号增益调整电路依次相连接，且第二信号增益调整电路与振动量选择器相连接，第一高通滤波网络还与低通滤波网络相连接，低通滤波网络还与高/低频选择控制器相连接，第二信号转换电路分别与温度传感器和温度/振动选择控制器相连接；此外，高/低频选择控制器、振动量选择器和温度/振动选择控制器依次相连接且高/低频选择控制器、振动量选择器和温度/振动选择控制器均与液晶显示器相连接，内置电池和供电电压转换电路相互连接，供电电压转换电路分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置的各独立功能单元模块相连接，内置电池和供电电压转换电路之间引出信号连接至低压检测电路，低压检测电路还与液晶显示器相连接。上述各装置/电路作为独立的单元模块协同工作的具体说明如下：

振动传感器将待测设备的振动量数据进行实时感应、采集后，在温度/振动选择控制器(此时选择为振动)、高/低频选择控制器(此时选择为高频)和振动量选择器(此时选择为加速度，即不经过积分电路)的协同选择控制下，输出的振动数据信号可以经过第一信号增益调整电路进行信号增益调整(信号增益放大或减小)，再依次经过第一高通滤波网络和第二高通滤波网络进行信号滤波，最后液晶显示器实现待测设备的高频(1kHz左右或大于1kHz)振动量数据的实时测量数据显示；或者，振动传感器将待测设备的振动量数据进行实时感应、采集后，在温度/振动选择控制器(此时选择为振动)、高/低频选择控制器(此时选择为低频)和振动量选择器(配合积分电路，可以选择为加速度、速度或位移)的协同选择控制下，输出的振动数据信号可以经过第一信号增益调整电路进行信号增益调整(信号增益放大或减小)，再依次经过第一高通滤波网络和低通滤波网络进行信号滤波，进而经过积分电路进行积分处理，可以实现输出振动量数据类型，如加速度、速度或位移，然后经过第二信号增益调整电路进行信号增益调整(信号增益放大或减小)，最后液晶显示器实现待测设备的低频(10～1000Hz)振动量数据的加速度、速度或位移的实时测量数据显示。

听诊耳机将待测设备的振动数据信号转换为音频信号后进行听诊处理，即首先振动传感器将待测设备的振动量数据进行实时感应、采集后，输出的振动数据信号可以经过第一信号增益调整电路进行信号增益调整(信号增益放大或减小)，再经过第一高通滤波网络进行信号滤波，进而经过第一信号转换电路进行如信号转换以及阻抗匹配等信号处理，最后利用听诊耳机实现待测设备的音频信号听诊。

温度传感器将待测设备的工作温度进行实时感应、采集后，在温度/振动选择控制器(此时选择为温度)的选择控制下，输出的温度数据信号可以首先经过第二信号转换电路进行如信号转换以及阻抗匹配等信号处理，最后液晶显示器实现待测设备的温度数据的实时测量数据显示。

此外，本实用新型的袖珍式测振仪采用如图2所示的内置电池供电，内置电池的电源电压经过供电电压转换电路将电压信号转换为适用的电压后对上述各装置/电路的功能单元模块即振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置进行供电。进一步，本实用新型的袖珍式测振仪还设置低压检测电路，实时监测供电电压的低压数值范围且将电池低电状态通过液晶显示器进行实时显示，以实时监测该袖珍式测振仪的工作电压稳定性。

图3是本实用新型袖珍式测振仪的第三种优选结构示意图。如图3所示，该袖珍式测振仪的振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置与上述的图2中各装置/电路及其功能的说明基本一致；此外对图3中几个细化的装置/电路进行说明如下：

优选地，本实用新型袖珍式测振仪的振动传感器集成压电转换装置、电荷电压转换电路和频率补偿电路，串联连接的压电转换装置和电荷电压转换电路可以将振动信号转换为电压信号，配合频率补偿电路，以进行振动信号精确采集；听诊装置还包括音频转换电路，音频转换电路与听诊耳机相连接，当然也可以选择听诊耳机内置集成音频转换电路，以进行振动量的音频信号转换；积分电路在不积分的零次积分(即无积分)通路上依次集成一次积分电路和二次积分电路，实现输出振动量数据类型，如加速度、速度或位移；液晶显示器集成液晶显示驱动电路，以驱动液晶显示器正常工作。

此外，供电装置还包括断电保持电路，内置电池和供电电压转换电路通过断电保持电路相连接，断电保持电路和供电电压转换电路之间引出信号连接至低压检测电路，该断电保持电路优选可以实现1分钟断电保持，进而可以方便使用用户观察、记录测试数据，提高袖珍式测振仪的可靠性。

进一步优选地，振动传感器的探头可以为一体式或分体式，也即是说，振动传感器的探头可以选择与测振仪仪器集成一体的一体式，也可选择通过电缆与测振仪仪器相连接的分体式；此外，探头可以选择磁座固定探测，也可选择长探杆或短探杆探测；上述袖珍式测振仪的结构设置可以根据实际应用需求合理设置，不受被测物体周围空间或其它条件限制，故而本实用新型袖珍式测振仪灵活性高，适合于大范围推广使用。更进一步，本实用新型袖珍式测振仪的仪器硬件防爆性能按GB3836.1-2010、GB3836.4-2010的要求设计配置，仪器硬件进行防水、防尘、防腐蚀处理，即使在高温、高湿、高腐蚀、易爆等危险场所也能安全、稳定的工作，提高了袖珍式测振仪的安全性和可靠性。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种袖珍式测振仪，其特征在于，包括振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路、显示装置和供电装置，所述振动采集装置、听诊装置和温度采集装置均与信号处理电路相连接，所述信号处理电路还与选择控制电路相连接，所述选择控制电路还与显示装置相连接，所述供电装置分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置相连接。

2.根据权利要求1所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述振动采集装置包括振动传感器，所述听诊装置包括听诊耳机，所述温度采集装置包括温度传感器，所述振动传感器、听诊耳机和温度传感器均与信号处理电路相连接。

3.根据权利要求2所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述信号处理电路包括第一信号增益调整电路、第二信号增益调整电路、第一信号转换电路、第二信号转换电路、第一高通滤波网络、第二高通滤波网络、低通滤波网络和积分电路，所述第一信号增益调整电路、第一高通滤波网络和第二高通滤波网络依次相连接，且所述第一信号增益调整电路与振动传感器相连接，所述第二高通滤波网络与选择控制电路相连接；所述第一信号转换电路分别与听诊耳机和第一高通滤波网络相连接；所述低通滤波网络、积分电路和第二信号增益调整电路依次相连接，且所述第二信号增益调整电路与选择控制电路相连接，所述第一高通滤波网络还与低通滤波网络相连接，所述低通滤波网络还与选择控制电路相连接；所述第二信号转换电路分别与温度传感器和选择控制电路相连接。

4.根据权利要求3所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述选择控制电路包括依次相连接的高/低频选择控制器、振动量选择器和温度/振动选择控制器且所述高/低频选择控制器、振动量选择器和温度/振动选择控制器均与显示装置相连接，所述高/低频选择控制器分别与第二高通滤波网络和低通滤波网络相连接，所述振动量选择器与第二信号增益调整电路相连接，所述温度/振动选择控制器与第二信号转换电路相连接。

5.根据权利要求3所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述积分电路依次集成一次积分电路和二次积分电路。

6.根据权利要求1所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述供电装置包括相互连接的内置电池和供电电压转换电路，所述供电电压转换电路分别与振动采集装置、听诊装置、温度采集装置、信号处理电路、选择控制电路和显示装置相连接。

7.根据权利要求6所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述供电装置还包括低压检测电路，所述内置电池和供电电压转换电路之间引出信号连接至所述低压检测电路，所述低压检测电路还与显示装置相连接。

8.根据权利要求7所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述供电装置还包括断电保持电路，所述内置电池和供电电压转换电路通过断电保持电路相连接，所述断电保持电路和供电电压转换电路之间引出信号连接至低压检测电路。

9.根据权利要求1所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述显示装置包括相互连接的液晶显示器和液晶显示驱动电路，所述液晶显示器与选择控制电路相连接。

10.根据权利要求2至5之一所述的袖珍式测振仪，其特征在于，所述振动传感器集成压电转换装置、电荷电压转换电路和频率补偿电路；

和/或，所述听诊装置还包括音频转换电路，所述音频转换电路与听诊耳机相连接；

和/或，所述振动传感器的探头为一体式或分体式。