CN206946687U - 一种将振动加速度、温度数据存储并发送的中转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种能够将传感器采集到的振动加速度、温度数据接收、存储并远程发送的中转装置，用于实现加速度、温度及电量数据的无线接收、存储及向远程服务器发送，另外此装置还集成了有线振动信号采集系统，并对采集到的有线振动数据实现远程发送。包括通信站箱体外壳、通信站箱体底板、电源转换模块、无线信号接收模块、有线传感器、有线信号调理模块、有线信号采集模块、主板、光纤收发模块本实用型新型不仅内部电流电压符合恶劣环境的工业现场，而且具有防尘功效，同时对采集到的数据具有存储及远程发送能力。

Description

一种将振动加速度、温度数据存储并发送的中转装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于将无线复合传感器及有线传感器采集到的信号接收存储并发送到远程服务器的收发装置。

背景技术

在现代化生产中，机械设备的故障诊断技术越来越受到重视，如果某台设备出现故障而又未能及时的发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，甚至可能造成更为严重的后果。在连续生产系统中，如果某台关键设备因故障而不能继续运行，往往会影响全厂生产系统设备的正常运行，从而造成巨大的经济损失。因此设备工况监控在现代化生产中具有重要的意义。

设备状态监测的任务是监视动态系统是否偏离正常功能，预测其发展趋势，预防突发性故障产生。状态监测是故障诊断的基础。状态监测对确保机械设备的安全及正常运行，提高产品生产率，节约维修费用以及防止环境污染等方面都起着重要的作用。

在机械设备的的状态监测和故障诊断技术中有多种方法可使用，如振动监测、油液分析、红外测温、声发射、无损检测等。振动监测是对设备的振动信号进行检测、分析处理，进而进行故障识别和预报的一种技术。通过对机械设备的某些部件振动或噪声进行测试，并根据所测得的信号(振动、冲击、噪声信号等)，运用信号处理分析技术，把反映故障发生的征兆分析诊断出来，及时采取预防和维护措施，保证机械的正常运转，避免重大事故的发生。振动的理论和测量方法都比较成熟，且简单易行，振动监测技术一直是普遍采用的基本方法。据统计，90%的机械故障可以从振动测量中检测出来。振动测量和信号分析一直是作为故障预测和维修的主要手段。

近几年，随着复合传感、驱动、处理和无线技术的快速发展，无线传感器网络成为广泛研究的主题。无线传感器网络因容易部署和具有多种预想的应用场合，正吸引着集中深入的研究工作。具有现代意义的无线传感器网络诞生于20世纪90年代末，作为飞速发展的新一代传感器网络，已成为IT领域中的研究热点之一。无线传感器网络涉及众多学科和技术，如传感器、微机电系统、无线通信、计算机和网络技术等。无线传感器网络是由低功耗微小网络节点通过自组织方式构成无线通信网络，能够通过密集的节点布置，协作地实时感知、监测和采集网络分布区域内的各种微观环境信息，并对这些信息进行处理，从而获得详尽而准确的信息。无线传感器网络的节点间通信距离一般很短，多采用多跳(mufti-hop)的无线通信方式进行通信。传感器网络可以在独立的环境下运行，也可以通过网关连接到Internet，供用户远程访问。

但是现实中还存在着一些其他的问题，比如被监测对象本身比较复杂或者有些设备对无线信号的影响比较严重

出于对上述情况的考虑，无线和有线协同监测恶劣环境下的工业现场也就变的理所当然了。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种将恶劣环境工业现场采集到信号信号存储并远程发送中装装置，用于解决上述难题，从而达到对恶劣环境下某些重要机械设备实时检测。本实用新型是这样实现的：一种用于信号存储和远程发送的中转装置，由有线传感器、无线传感器及装置本身组成，装置本身包括通信站箱体外壳、通信站底板、电源转换模块、无线接收模块、有线信号信号调理模块、有线数据采集模块、主板、光纤转换模块；在通信站外壳上有有线传感器接口，同时还有电源开关、VGA接口、USB接口、天线接口、网线接口。

传感器对设备信号采集分为两种方式，一种是本实用新型上面集成的有线振动传感器，另一种是无线复合传感器采集到的信号；其中有线信号通过矿用信号电缆传入本装置，装置中的信号调理模块对传入的振动信号进行去耦、滤波和信号转换处理，然后数据采集卡对振动信号进行数据采集，主板将采集到的信号存储并通过光纤转换模块将电信号转换成光信号发送到远程服务器，从而实现有线传感器对振动信号的采集和记录；另外，复合无线传感器通过基于Zigbee的无线网络将采集到的振动、温度及传感器本身的电量信号传输给无线接收模块，然后信号数据传输到主板，紧接着通过光纤转换模块对信号进行转换并将并将转换后信号数据发送到远程服务器。

本实用新型有通信接口、信号采集接口及信号接收模块，主板可以通过通信接口和计算机进行信息的交换，用于实现将采集到的数据导出及和计算机通信。

本实用新型为了适应恶劣环境下的工业现场对设备进行实时检测做了如下的技术措施：

1、本实用新型装置供电采用工业级别电缆进行供电，安全级别高，在装置内部通过电源转换模块完成对各个模块的供电；

2、此装置的外壳采用硬质钢板，有一定的强度，起到对内部电路板及线路的保护作用，同时外壳封闭起到方程、防潮的作用；

3、采用了小电流、低电压、低功耗数据采集卡、无线接收模块、光纤转换模块和主板；

4、本实用新型集成了光纤收发模块，突破以往相同设备单一的通信模式，可实现光纤传输或者以太网传输。

本实用新型从解决恶劣环境下机械设备的振动信号采集和传输出发，研制了一种在恶劣的工业现场可以对机械设备的振动信号进行采集、存储并远程发送的中转装置，解决了信号采集、传输中的不足，使得工作在恶劣环境下安全使用，为恶劣环境下机械设备状态监测与校验和故障诊断系统的建立提供了基础数据，为工业现场设备的智能化和自动化提供重要的数据支持。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型集成了信号有线采集和无线收发功能；

2、本实用新型采用了既防高温又防湿的低功耗主板、无线接收模块及光纤转换模块，在信号调理板电路的设计中采用低功耗的电器元件，同时外壳采用强化钢板具有防尘、防潮作用，除此之外高强度的钢化外壳对装置内部的各个模块具有保护、支撑作用；

3、本实用新型采用了CFast卡，因此装置数据存储能力具有很大的提高；

4、本实用新型的主板为单板电脑，对有线数据和无线数据进行存储并远程发送，处理功能强大，集成网口、VGA、USB便于我们现场调试；

5、本实用新型的设计体积小、质量轻，便与安装，同时具有可操作性强、存储量大的特点。

附图说明

图1是无线监测系统中转装置前面板示意图

图2是无线监测系统中转装置后面板示意图

图3是无线监测系统中转装置内部装配位置示意图

图4是无线监测系统中转装置信号传输功能示意图

具体实施方式

如图1-4所示的一种用于将终端传感器采集到的振动加速度、温度数据存储并远程发送的中转装置，此装置分为两部分，其中振动信号分为无线采集部分和有线采集部分，用于对设备振动、温度的检测；包括外壳8、电源转换模块15,16、无线数据接收模块18、有线振动传感器11、有线信号调理模块12、有线信号采集模块13、主板17、光纤转换模块14；所述外壳8为防尘、防潮钢板，此外在外壳上还留有天线7、VGA3、网口5、电源开关1、有线传感器输入接口；所述电源转换模块15、16用来得通信站各个模块需要的电压值；所述无线数据接收模块18用来接收无线复合传感器采集的振动和温度数据；所述有线振动传感器11用于振动数据采集；所述有线信号调理模块12和有线信号采集模块13用于接收有线传感器采集的振动信号。所述中转装置内各个模块具体的连接方案为：无线数据接收模块18接收到来自无线振动和温度复合传感器采集到的数据，然后将接收到的数据传输到主板17；另外，有线振动传感器11将采集的数据传输到有线信号调理模块12，紧接着被有线信号采集模块13采集，然后传输到主板17；主板17将接收到数据通过光纤转换模块14发送远程服务器；最后中转装置中各个模块所需电压由内部电源转换模块15,16提供，电源转换模块15,16由电源接口2接入外部电源；所述主板17采用Windows XP操作系统，无线数据接收模块18接收到数据和有线信号采集模块13采集到的数据通过USB总线存储到主板17，即主板将采集的无线数据及有线数据存储及远程发送；所述的光纤转换模块14用于电信号和光信号的转换，为接下来的数据远程传输做准备。作为整个无线监测系统中转装置，本装置主要用于接收无线复合传感器采集的振动、温度及电量信号，同时完成有线振动采集，同时通信站还能向无线传感器发送控制命令，完成对无线复合传感器管理；本装置将接收到的数据处理和存储，并通过光纤收发器发送到远程服务器，完成对数据转发。

Claims (1)

1.一种用于将终端传感器采集到的振动加速度、温度数据存储并远程发送的中转装置，此装置分为两部分，其中振动信号分为无线采集部分和有线采集部分，用于对设备振动、温度的检测；其特征在于：包括外壳（8）、电源转换模块（15,16）、无线数据接收模块（18）、有线振动传感器（11）、有线信号调理模块（12）、有线信号采集模块（13）、主板（17）、光纤转换模块（14）；所述外壳（8）为防尘、防潮钢板，此外在外壳上还留有天线（7）、VGA（3）、网口（5）、电源开关（1）、有线传感器输入接口；所述电源转换模块（15、16）用来得通信站各个模块需要的电压值；所述无线数据接收模块（18）用来接收无线复合传感器采集的振动和温度数据；所述有线振动传感器（11）用于振动数据采集；所述有线信号调理模块（12）和有线信号采集模块（13）用于接收有线传感器采集的振动信号；所述中转装置内各个模块具体的连接方案为：无线数据接收模块（18）接收到来自无线振动和温度复合传感器采集到的数据，然后将接收到的数据传输到主板（17）；另外，有线振动传感器（11）将采集的数据传输到有线信号调理模块（12），紧接着被有线信号采集模块（13）采集，然后传输到主板（17）；主板（17）将接收到数据通过光纤转换模块（14）发送远程服务器；最后中转装置中各个模块所需电压由内部电源转换模块（15,16）提供，电源转换模块（15,16）由电源接口（2）接入外部电源；所述主板（17）采用Windows XP操作系统，无线数据接收模块（18）接收到数据和有线信号采集模块（13）采集到的数据通过USB总线存储到主板（17），即主板将采集的无线数据及有线数据存储及远程发送；所述的光纤转换模块（14）用于电信号和光信号的转换，为接下来的数据远程传输做准备。