CN208155287U - 一种旋转机械位移检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转机械位移检测仪，包括处理器和两个位移传感器；两个位移传感器垂直设于转盘上，转盘垂直嵌设于转子的主轴上，两个位移传感器之间平行设置；两个位移传感器依次与低通滤波器、信号隔离放大电路和AD采集模块连接；处理器分别与AD采集模块、显示屏、通讯模块和报警与控制电路连接；通讯模块与厂区监控中心连接；信号隔离放大电路内置有IC23656集成芯片；AD采集模块内置有ADS7809芯片，其包括三个模拟输入选择端R1IN、R2IN和R3IN，其输出端SDA引脚与处理器连接；报警与控制电路包括IC 555芯片和中间继电器ZJ；所述IC 555芯片输出端3引脚分别与LED1和LED2连接，中间继电器ZJ设置于旋转机械主控电路中，并与处理器信号连接。
Description
技术领域
本实用新型属于旋转机械的技术领域，具体涉及一种旋转机械位移检测仪。
背景技术
旋转机械主要分为两类，一类为微机控制型；另一类为自动定心型。自动定心型转子自动平衡装置具有结构简单、工作可靠、成本低廉、不需提供外部能源，并且能够对转子不平衡进行自动调节等优点，但具有在亚临界状态会加大转子的不平衡量的特性，使得这类自动平衡装置当必须在过临界转速的状态下运行时，才能起到自动平衡的作用，因此存在不能在全转速下进行平衡调节的缺点，应用中具有一定的局限性，目前多应用于高速旋转机械中。
旋转机械转子的位移为众多参数中重要的一个，转子位移的大小可直观的反映出转子轴向的空间运动，对于转子的运动状态和故障分析具有重要的研究意义。而现有检测装置对于转子位移的检测精度较低，且不具备转子故障报警的功能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种旋转机械位移检测仪，以解决现有检测装置对于转子位移采集检测精度较低，且不具备转子故障报警的功能的问题。
为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种旋转机械位移检测仪，其包括处理器和两个位移传感器；两个位移传感器垂直设于转盘上，转盘垂直嵌设于转子的主轴上，两个位移传感器之间平行设置；两个位移传感器依次与低通滤波器、信号隔离放大电路和AD采集模块连接；处理器分别与AD采集模块、显示屏、通讯模块和报警与控制电路连接；通讯模块与厂区监控中心连接；
低通滤波器包括MAX291芯片、TA7504P运放芯片和AD0P07运放芯片；MAX291芯片的输出端口与TA7504P运放芯片的3管脚连接，其输入端与AD0P07运放芯片的3管脚连接；信号隔离放大电路内置有IC2 3656集成芯片，其输出端与AD采集模块连接；AD采集模块内置有ADS7809芯片，其包括三个模拟输入选择端R1IN、R2IN和R3IN，其输出端SDA引脚与处理器连接；报警与控制电路包括IC 555芯片和中间继电器ZJ；所述IC 555芯片输出端3引脚分别与LED1和LED2连接，中间继电器ZJ设置于旋转机械主控电路中，并与处理器信号连接。
优选地，MAX291芯片的输出端口与TA7504P运放芯片3管脚之间设有10千欧的电阻；MAX291芯片的输入端与AD0P07运放芯片3管脚之间设有100千欧的电阻。
优选地，显示屏为OLED触摸显示屏。
优选地，位移传感器为ML33电涡流传感器。
优选地，处理器为STM32单片机处理器。
本实用新型提供的旋转机械位移检测仪具有以下有益效果：
本实用新型通过两个平行设置的位移传感器采集转子的轴向位移，两个轴向位移信号进入低通滤波器中，抵消信号的漂移电压，增强其低通滤波的效果，进而增加信号采集的精度；位移信号进入信号隔离放大电路中，进行信号的隔离、放大，避免两个位移信号之间的相互干扰，随之进行滤波；位移信号进入AD采集模块中，将模拟信号转换为高精度的数字信号，避免信号在转换的过程中失真；处理器接受数字信号，若采集的数字信号超出了预设的位移数值，报警与控制电路中的LED2导通，灯亮，表示转子故障；同时，处理器发出指令控制时间继电器ZJ断开旋转机械的主控电路，便于工作人员及时维修。
附图说明
图1为旋转机械位移检测仪的电路原理图。
图2为旋转机械位移检测仪的低通滤波器电路图。
图3为旋转机械位移检测仪的信号隔离放大电路图。
图4为旋转机械位移检测仪的AD采集模块电路图。
图5为旋转机械位移检测仪的报警与控制电路图。
图6为旋转机械位移检测仪的正视图。
图7为旋转机械位移检测仪的后视图。
图8为旋转机械位移检测仪的传感器安装图。
其中，1、传感器；2、转子；3、转盘。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，参考图1，本方案的旋转机械位移检测仪，包括处理器和两个位移传感器1；两个位移传感器1垂直设于转盘3上，转盘3垂直嵌设于转子2的主轴上，两个位移传感器1之间平行设置；两个位移传感器1依次与低通滤波器、信号隔离放大电路和AD采集模块连接；处理器分别与AD采集模块、显示屏、通讯模块和报警与控制电路连接；通讯模块与厂区监控中心连接。
其中，通讯模块可以为RS485有线通讯，也可以为LAN网线，通过其将数据传送至厂区监控中心，便于数据的备份和后期的研究。
参考图2，位移信号进入低通滤波器中。低通滤波器包括MAX291芯片、TA7504P运放芯片和AD0P07运放芯片；MAX291芯片的输出端口与TA7504P运放芯片的3管脚连接，其输入端与AD0P07运放芯片的3管脚连接。
改变时钟频率，可改变低通滤波器的截止频率，并且截止频率为时钟频率的1/100，时钟输入端加+5V电平的方波信号，在A1的输入(IN)与输出(OUT)端之间可以获得低通滤波器的特性。
输入衰减器与输出放大器的作用，输入输出信号电平可以达到±10V，当电源电压为+5V，输入电压峰峰值为9V以上时，为使信号失真不急剧增大，在电路输入信号端接入R1和R2组成的衰减器。输入电压为0V时，输出端产生的漂移电压最大可达0.4V，为此用A2检测输入输出之间的直流电压差，并加到A3同相输入端。从而抵消漂移电压，A3用于平滑A1输出阶梯状波形，增强两个位移信号的低通过滤效果。
参考图3，信号隔离放大电路，信号隔离放大电路内置有IC2 3656集成芯片，用于实现两个位移信号的隔离、放大，并将其传送至低通滤波器中。位移信号进入信号隔离放大电路中，进行信号的隔离、放大，避免两个位移信号之间的相互干扰，随之进行滤波。
参考图4，AD采集模块，内置有ADS7809芯片，其包括三个模拟输入选择端R1IN、R2IN和R3IN，其输出端SDA引脚与处理器连接。ADS7809芯片具有16位带采样保持的基于电容的逐次逼近寄存器型模数转换器；100kHz采样速率，20kHz输入时的信噪比达83dB；+1/2LSB的积分非线性和差分非线性；6种可选的输入范围，分别是0～10V，0～5V，0～4V，±10V，±5V和±3.3V；6种可选的输入范围，分别是0～10V，0～5V，0～4V，±10V，±5V和±3.3V；可高精度的将两个位移信号转换为16位的数字信号，并将其传送至处理器中。
其中，显示屏为OLED触摸显示屏，其上可显示当前采集的摆度数据，以及仿真结果。
参考图5，报警与控制电路，当转子2的位移量处于正常范围值时，磁控开关闭合而对C1充电，调节电位器W1使C1上的充电电压稍高于1/3VDD，555的输出端(③脚)保持低电平，LED1发光。
当由于故障位移量数据数据不在正常范围值时，电容器C1相应的放电时间加长，从而其上的电压低于1/3VDD，555翻转，输出高电平，LED2点亮。此时，处理器控制时间继电器ZJ，进而保护旋转机械。
参考图6和图7，为本方案检测仪的前视图和后视图，本实施例处传感器11为，均设置于图5和图6所示的检测仪内，包括LED1和LED2，均设置于检测仪上。
参考图8，传感器1为ML33电涡流传感器1，其可设置多个，至少设置两个，且传感器1之间平行设置，电涡流传感器1安装于转盘3上。
根据本申请的一个实施例，本方案旋转机械位移检测仪的工作流程如下所示：
两个轴向位移信号进入低通滤波器中，抵消信号的漂移电压，增强其低通滤波的效果，进而增加信号采集的精度；位移信号进入信号隔离放大电路中，进行信号的隔离、放大，避免两个位移信号之间的相互干扰，随之进行滤波；位移信号进入AD采集模块中，将模拟信号转换为高精度的数字信号，避免信号在转换的过程中失真；处理器接受数字信号，若采集的数字信号超出了预设的位移数值，报警与控制电路中的LED2导通，灯亮，表示转子2故障；同时，处理器发出指令控制时间继电器ZJ断开旋转机械的主控电路，便于工作人员及时维修。
虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种旋转机械位移检测仪，其特征在于：包括处理器和两个位移传感器；两个所述位移传感器垂直设于转盘上，转盘垂直嵌设于转子的主轴上，两个位移传感器之间平行设置；两个所述位移传感器依次与低通滤波器、信号隔离放大电路和AD采集模块连接；所述处理器分别与AD采集模块、显示屏、通讯模块和报警与控制电路连接；所述通讯模块与厂区监控中心连接；
所述低通滤波器包括MAX291芯片、TA7504P运放芯片和AD0P07运放芯片；所述MAX291芯片的输出端口与TA7504P运放芯片的3管脚连接，其输入端与AD0P07运放芯片的3管脚连接；所述信号隔离放大电路内置有IC2 3656集成芯片，其输出端与AD采集模块连接；所述AD采集模块内置有ADS7809芯片，其包括三个模拟输入选择端R1IN、R2IN和R3IN，其输出端SDA引脚与处理器连接；所述报警与控制电路包括IC 555芯片和中间继电器ZJ；所述IC 555芯片输出端3引脚分别与LED1和LED2连接，中间继电器ZJ设置于旋转机械主控电路中，并与处理器信号连接。
2.根据权利要求1所述的旋转机械位移检测仪，其特征在于：所述MAX291芯片的输出端口与TA7504P运放芯片3管脚之间设有10千欧的电阻；MAX291芯片的输入端与AD0P07运放芯片3管脚之间设有100千欧的电阻。
3.根据权利要求1所述的旋转机械位移检测仪，其特征在于：所述显示屏为OLED触摸显示屏。
4.根据权利要求1所述的旋转机械位移检测仪，其特征在于：所述位移传感器为ML33电涡流传感器。
5.根据权利要求1所述的旋转机械位移检测仪，其特征在于：所述处理器为STM32单片机处理器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109441829A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-08 | 长沙佳能通用泵业有限公司 | 一种多级离心泵转子位移控制系统 |
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