CN206573211U - 多路设备工况音汇聚检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种煤矿设备工况音检测技术领域，具体是一种多路设备工况音汇聚检测装置。本实用新型包括拾取设备开/停工况音的拾音器、放大工况音信号的音频放大器、多路模拟开关、进行低通滤波处理的低通滤波器、单片机及传输数据的以太网接口，单片机采集与否由以太网根据需要来进行控制，采集相对应的一路信号，数字化后的工况音信号在单片机中转换成以太网数据格式，并经以太网接口由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。优点：实现了煤矿井下设备工况音的按需采集，帮助操作人员及时了解设备的运行情况，避免了各路采集需要使用多套重复的工况音采集设备的现象，经济实用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种煤矿设备工况音检测技术领域，具体是一种煤矿设备工况音检测装置。
背景技术
现有的矿山设备工况音检测装置采用了单路工况音信号检测，在设备较为集中的地方，如井下水泵房多台水泵的情况下，就需要使用多套工况音采集装置，造成浪费。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种多路设备工况音汇聚检测装置能按地面工作主机的指令，选出指定的某一路设备进行工况音采集。由于电力负荷稳定的需要，煤矿井下设备集中的地方通常在某个时刻只能启/停一台设备，不存在多台设备同时启/停的情况，因此，汇聚单元只需要根据地面主机的指令选定启/停工作的那一路信号进行采集与传输。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种多路设备工况音汇聚检测装置，其特征在于：包括拾取设备开/停工况音的拾音器、放大工况音信号的音频放大器、多路模拟开关、进行低通滤波处理的低通滤波器、单片机及传输数据的以太网接口；所述的以太网接口与单片机相连，接收地面主机发出采集的控制信号；所述的单片机与模拟开关相连，模拟开关与低通滤波器相连，单片机对模拟开关某一路控制，接收那一路低通滤波器滤波的工况音信号；所述的音频放大器与拾音器相连，拾音器将采集的工况音信号送到音频放大器进行放大。
进一步的，所述的单片机采用PIC18F66J60型单片机；所述的以太网通过标准的RJ45接口连接到1:1的脉冲变压器CT，再连接到PIC单片机的TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-四个端口；所述的单片机接收到允许A/D转换的指令后，通过单片机的RF0口到RF4口与模拟开关相连，将控制信号施加到需要采集的一路音频放大器和低通滤波器，控制它们开始工作。
进一步的，所述的低通滤波器由uA741模拟集成电路组成，两级RC电路组成滤波网络，截止频率f0=1/2πRC，调节R可调节低通滤波器的截止频率，使其满足模拟工况音信号不高于800Hz的要求。
进一步的，所述的多路模拟开关采用CD4501八通道多选一模拟开关；所述的单片机RF0口到RF4口分别与CD4501的A、B、C和N脚相连，所述的单片机选定通道，将控制通道的信号输出给多路模拟开关的A、B、C端口，指定的这路拾音器拾取该设备开/停的工况音信号。
在以太网传送来的指令下，单片机选定某个通道，将控制通道的信号输出给多路模拟开关的A、B、C端口，指定的这路拾音器拾取该设备开/停的工况音信号，经本路音频放大器放大和低通滤波，其输出信号汇聚到8:1模拟开关，将此路模拟信号选出送到单片机进行采集，数字化后的工况音信号在单片机中转换成以太网数据格式，并经以太网接口传输到地面的控制用主机进行播放。
本实用新型的有益效果是：实现了煤矿井下设备工况音的按需检测与传输，帮助操作人员及时了解设备的运行情况，利用在设备较为集中的场合，使用多路工况音汇聚检测装置，可避免大量相同检测装置的重复使用，经济实用，安装调试和维护方便。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示的一种多路设备工况音汇聚检测装置，其特征在于：包括拾取设备开/停工况音的拾音器、放大工况音信号的音频放大器、模拟开关、进行低通滤波处理的低通滤波器、单片机及传输数据的以太网接口；所述的以太网接口与单片机相连，接收地面主机发出采集的控制信号；所述的单片机与模拟开关相连，多路模拟开关与低通滤波器相连，单片机对模拟开关某一路控制，接收那一路低通滤波器滤波的工况音信号；所述的音频放大器与拾音器相连，拾音器将采集的工况音信号送到音频放大器进行放大。
进一步的，所述的单片机采用PIC18F66J60型单片机；所述的以太网通过标准的RJ45接口连接到1:1的脉冲变压器CT，再连接到PIC单片机的TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-四个端口；所述的单片机接收到允许A/D转换的指令后，通过单片机的RF0口到RF4口与模拟开关相连，将控制信号施加到需要采集的一路音频放大器和低通滤波器，控制它们开始工作。
进一步的，所述的低通滤波器由uA741模拟集成电路组成，两级RC电路组成滤波网络，截止频率f0=1/2πRC，调节R可调节低通滤波器的截止频率，使其满足模拟工况音信号不高于800Hz的要求。
进一步的，所述的多路模拟开关采用CD4501八通道多选一模拟开关；所述的单片机RF0口到RF4口分别与CD4501的A、B、C和N脚相连，所述的单片机选定通道，将控制通道的信号输出给多路模拟开关的A、B、C端口，指定的这路拾音器拾取该设备开/停的工况音信号。
具体工作过程是，地面主机通过以太网传送来某个通道的采集指令，单片机选定该通道，将控制通道的信号输出给多路模拟开关的A、B、C端口，指定的这路拾音器拾取该设备开/停的工况音信号，经本路音频放大器放大和低通滤波，其输出信号汇聚到8:1模拟开关，将此路模拟信号选出送到单片机进行采集。通道选择编码如下：
| A B C | 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 |
| 所选通道 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
八选一模拟开关的N端为片选端，选中时，该模拟开关进入工作状态。选中的工况音信号在单片机中进行数字化，并转换成以太网数据格式，并经以太网接口传输到地面的控制用主机进行播放。各拾音器安装在被检测设备附近。
所述的拾音器为通用商品化拾音器，所述的单频放大器为通用商品化音频放大器，工业以太网为煤矿己有的井上和井下监测控制用工业以太网，所述的主机为普通计算机。
该工况拾音装置中使用的可控低通滤波器由uA741模拟集成电路组成，两级RC电路组成滤波网络，截止频率f0=1/2πRC，调节R可调节低通滤波器的截止频率，使其满足模拟工况音信号不高于800Hz的要求。
所述的八选一模拟开关选用CMOS CD4051模拟开关，A B C为八选一的控制端子，N为片选端。
所述的单片机采用PIC18F66J60单片机，AD转换和以太网传输由具有以太网控制器的单片机PIC18F66J60系列芯片为主构成，该单片机具有64K闪存程序存储器，39脚I/O口，10Base-T以太网通信。支持IEEE 802.3(TM) 兼容的以太网控制器，支持 10Base-T 端口，集成了MAC接入层和10Base-T物理层，专用的8KB发送/接收数据包缓冲器SRAM等，并且具有普通单片机的功能，具有11通道的10位模数转换器模块（A/D）和自动采样功能，在实施中只用其中1个通道模数转换。
数字化的工况音信号通过以太网口TPOUT和TPIN实时传送到工业太网中。根据PIC18F66J60单片机采样频率计算公式，当晶体频率采用Fad=25MHz时，采样频率最高可达250kHz，完全能满足2kHz以内的工况音信号动态采样的要求。工业以太网通过标准的RJ45接口连接到1:1的脉冲变压器CT，再连接到PIC单片机的TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-四个端口，实现以太网传输。
Claims (4)
1.一种多路设备工况音汇聚检测装置，其特征在于：包括拾取设备开/停工况音的拾音器、放大工况音信号的音频放大器、多路模拟开关、进行低通滤波处理的低通滤波器、单片机及传输数据的以太网接口；所述的以太网接口与单片机相连，接收地面主机发出采集的控制信号；所述的单片机与模拟开关相连，模拟开关与低通滤波器相连，单片机对模拟开关某一路控制，接收那一路低通滤波器滤波的工况音信号；所述的音频放大器与拾音器相连，拾音器将采集的工况音信号送到音频放大器进行放大。
2.根据权利要求1所述的多路设备工况音汇聚检测装置，其特征在于：所述的单片机采用PIC18F66J60型单片机；所述的以太网通过标准的RJ45接口连接到1:1的脉冲变压器CT，再连接到PIC单片机的TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-四个端口；所述的单片机接收到允许A/D转换的指令后，通过单片机的RF0口到RF4口与模拟开关相连，将控制信号施加到需要采集的一路音频放大器和低通滤波器，控制它们开始工作。
3.根据权利要求1所述的多路设备工况音汇聚检测装置，其特征在于：所述的低通滤波器由uA741模拟集成电路组成，两级RC电路组成滤波网络，截止频率f0=1/2πRC，调节R可调节低通滤波器的截止频率，使其满足模拟工况音信号不高于800Hz的要求。
4.根据权利要求1所述的多路设备工况音汇聚检测装置，其特征在于：所述的多路模拟开关采用CD4501八通道多选一模拟开关；所述的单片机RF0口到RF4口分别与CD4501的A、B、C和N脚相连，所述的单片机选定通道，将控制通道的信号输出给多路模拟开关的A、B、C端口，指定的这路拾音器拾取该设备开/停的工况音信号。
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