CN208606779U - 一种内置天线式的无线智能传感器 - Google Patents

Abstract

一种内置天线式的无线智能传感器，包括壳体、电源模块、PCB天线、无线数据传输电路板、传感器数据采集电路板、振动敏感元件和温度敏感元件；壳体内部自上而下依次设置有PCB天线、电源模块、无线数据传输电路板、传感器数据采集电路板、振动敏感元件和温度敏感元件；振动敏感元件和温度敏感元件均连接到传感器数据采集电路板，传感器数据采集电路板连接到无线数据传输电路板，无线数据传输电路板通过射频连接线连接到PCB天线，电源模块用于给无线数据传输电路板、传感器数据采集电路板、振动敏感元件和温度敏感元件供电。本实用新型的天线所处位置没有金属所遮挡，从而保证了无线射频信号的有效传输。

Description

一种内置天线式的无线智能传感器

技术领域

本实用新型属于工业设备检测领域，特别涉及一种内置天线式的无线智能传感器。

背景技术

在工业自动化已全方面到来的今天，一切的高效率工业施工显得尤为重要。工业现场的大型仪器设备长年累月工作在恶劣环境下，设备自身的健康并不能被保障。定期的人工巡检诊断期间需要停止设备的运行，同时也不可能排除掉所有的问题隐患。在个别需要机械设备24h无间断运行的工厂，此种方法更无法施行。对待机械设备的工况监测刻不容缓。

现有的外置天线传感器在长时间振动会发生方向变化，在冬季环境下容易在维护人员碰撞下发生损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内置天线式的无线智能传感器，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种内置天线式的无线智能传感器，包括壳体、电源模块、PCB天线、无线数据传输电路板、传感器数据采集电路板、振动敏感元件和温度敏感元件；壳体内部自上而下依次设置有PCB天线、电源模块、无线数据传输电路板、传感器数据采集电路板、振动敏感元件和温度敏感元件；振动敏感元件和温度敏感元件均连接到传感器数据采集电路板，传感器数据采集电路板连接到无线数据传输电路板，无线数据传输电路板通过射频连接线连接到PCB天线，电源模块用于给无线数据传输电路板、传感器数据采集电路板、振动敏感元件和温度敏感元件供电。

进一步的，壳体包括不锈钢底座、塑料顶盖和金属外壳；金属外壳为两端开口的筒状结构，金属外壳的顶部开口内设置塑料顶盖，塑料顶盖与金属外壳之间设置有第二密封圈；金属外壳的的底部设置有不锈钢底座，不锈钢底座与金属外壳之间设置有第一密封圈。

进一步的，底座位于壳体内部的一面设置有凸起，振动敏感元件粘接设置在底座的凸起上；温度敏感元件粘接设置在底座的凸起侧面。

进一步的，底座的下表面设置有螺纹孔。

进一步的，电源模块包括电池底壳、电池限流保护板、锂-亚硫酰氯电池和电池顶壳；电池顶壳扣在电池底壳上，电池底壳和电池顶壳之间形成电池仓，锂-亚硫酰氯电池设置在电池仓内，电池限流保护板与锂-亚硫酰氯电池连接。

进一步的，壳体内部电池模块的下方设置有定位环，定位环垂直于壳体内侧壁设置；无线数据传输电路板设置于定位环上表面，定位环通过螺钉固定；传感器数据采集电路板设置于定位环下表面；传感器数据采集电路板和无线数据传输电路板通过对接焊针连接。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型提供了一种天线内置的传感器，该传感器集成了对机械设备的振动和测点的温度监测。能实时的上传数据供诊断工程师分析设备当前运行工况，在设备正常运转的状况下能让诊断工程师根据采集得到的数据提前预测相应设备可能存在的安全隐患，以让厂商及时做好检修和更换设备零部件的准备，为工厂设备高效率运行提供可靠保障。

本实用新型的天线所处位置没有金属所遮挡，从而保证了无线射频信号的有效传输；

本实用新型电路板组件被不锈钢底座、铝合金外壳、锂-亚硫酰氯电池组成的金属件包围起来，从而阻隔了外界的电磁干扰环境，保证了无线智能传感器数据采集不被环境干扰。

本实用新型底座的底部加工有安装螺纹孔，并且底座材质为高强度不锈钢，提高了安装固定位置的强度，从而保证了底座螺纹的使用寿命和振动值测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中：1、温度敏感元件；2、底座；3、振动敏感元件；4、第一密封圈；5、传感器数据采集电路板；6、定位环；7、螺钉；8、无线数据传输电路板；9、电池底壳；10、电池限流保护板；11、锂-亚硫酰氯电池；12、电池顶壳；13、塑料顶盖；14、PCB天线；15、第二密封圈；16、金属外壳。

图2为本实用新型的硬件框图；

其中：17、电源模块；18、ADC电路；19、存储器；20、处理器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1，一种内置天线式的无线智能传感器，包括壳体、电源模块17、PCB天线14、无线数据传输电路板8、传感器数据采集电路板5、振动敏感元件3和温度敏感元件1；壳体内部自上而下依次设置有PCB天线14、电源模块、无线数据传输电路板8、传感器数据采集电路板5、振动敏感元件3和温度敏感元件1；振动敏感元件3和温度敏感元件1均连接到传感器数据采集电路板5，传感器数据采集电路板5连接到无线数据传输电路板8，无线数据传输电路板8通过射频连接线连接到PCB天线14，电源模块用于给无线数据传输电路板8、传感器数据采集电路板5、振动敏感元件3和温度敏感元件1供电。

传感器采集电路板5用于采集处理温度数据与振动数据，并通过无线数据传输电路板8发送与接收数据；

无线数据传输电路板8用于接收与发送无线数据，将接收到的无线数据传输给传感器数据采集电路板5，以及将传感器数据采集电路板5的数据以无线信号的形式发送出去。

振动敏感元件3的型号为Senther公司生产的515B-50，温度敏感元件1的型号为ZMD公司生产的TSIC306.

壳体包括不锈钢底座2、塑料顶盖13和金属外壳16；金属外壳16为两端开口的筒状结构，金属外壳16的顶部开口内设置塑料顶盖13，塑料顶盖13与金属外壳16之间设置有第二密封圈15；金属外壳16的的底部设置有不锈钢底座2，不锈钢底座2与金属外壳16之间设置有第一密封圈4。

底座2位于壳体内部的一面设置有凸起，振动敏感元件3粘接设置在底座2的凸起上；温度敏感元件1粘接设置在底座2的凸起侧面。

底座2的下表面设置有螺纹孔。

电源模块17包括电池底壳9、电池限流保护板10、锂-亚硫酰氯电池11和电池顶壳12；电池顶壳12扣在电池底壳9上，电池底壳9和电池顶壳12之间形成电池仓，锂-亚硫酰氯电池11设置在电池仓内，电池限流保护板10与锂-亚硫酰氯电池11连接。

壳体内部电池模块的下方设置有定位环6，定位环6垂直于壳体内侧壁设置；无线数据传输电路板8设置于定位环6上表面，定位环6通过螺钉7固定；传感器数据采集电路板5设置于定位环6下表面；传感器数据采集电路板5和无线数据传输电路板8通过对接焊针连接。

如图1所示为一种基于内置天线式的无线智能传感器的结构图。本无线智能传感器的外壳结构由不锈钢底座2、铝合金外壳16、塑料结构件13组成，并且在不锈钢底座2和铝合金外壳16之间采用密封圈4进行密封、在铝合金外壳16和塑料结构件13之间采用密封圈15进行密封，从而达到防护等级IP67的结构设计标准。底座2的底部加工有安装螺纹孔，并且底座材质为高强度不锈钢，提高了安装固定位置的强度，从而保证了底座螺纹的使用寿命和振动值测量的准确性。顶盖13为塑料材质，内部安装有PCB天线14，和天线下方的由锂-亚硫酰氯电池11、电池限流保护板10、电池顶壳12、电池底壳9组成的电源模块，该电源模块采用锂-亚硫酰氯电池为高能量密度电池，因此保证了无线智能传感器的长期运行。塑料结构件13下方安装有由无线数据传输电路板8、传感器数据采集电路板5和定位环6组成的电路板组件。其中，无线数据传输电路板8、传感器数据采集电路板5安装于定位环6上下两面，并通过对接焊针进行数据通讯和供电传输。定位环6通过侧面的螺钉7安装固定在底座2上，从而保证了电路板组件的安装固定。因此，可以看出，电路板组件被不锈钢底座2、铝合金外壳16、锂-亚硫酰氯电池11组成的金属件包围起来，从而阻隔了外界的电磁干扰环境，保证了无线智能传感器数据采集不被环境干扰。另外，位于顶部PCB天线14通过射频连接线与无线数据传输电路板8相连，天线14所处位置没有金属所遮挡，从而保证了无线射频信号的有效传输。在底座2上粘接了振动敏感元件3和温度敏感元件1，所选取的粘接位置可以最大程度的保证了振动采集值和温度采集值与被测设备的一致性。

如图2所示为一种基于内置天线式的无线智能传感器的硬件框图。电源模块17为整个硬件电路提供电源，温度敏感元件1的信息直接传送给处理器20，振动敏感元件3的信息经ADC处理电路18转换成数字信号后传送给处理器20，处理器20处理数据后经无线数据传输电路板8将数据发送出去，处理器20与存储器19连接，存储器19存储无线智能传感器的一些关键参数。

本实用新型工作原理：使用时，传感器数据采集电路板采集处理传感器的数据，完成后通过无线数据传输电路板发送到网关。

本实用新型所涉及的一种基于内置天线式的无线智能传感器具体实施方式设计新颖，易于实现，并且测量准确性高，满足本安设计要求，可以方便的适用于各种极端环境、危险场所，实用性强、适用范围广。

Claims (6)

1.一种内置天线式的无线智能传感器，其特征在于，包括壳体、电源模块(17)、PCB天线(14)、无线数据传输电路板(8)、传感器数据采集电路板(5)、振动敏感元件(3)和温度敏感元件(1)；壳体内部自上而下依次设置有PCB天线(14)、电源模块(17)、无线数据传输电路板(8)、传感器数据采集电路板(5)、振动敏感元件(3)和温度敏感元件(1)；振动敏感元件(3)和温度敏感元件(1)均连接到传感器数据采集电路板(5)，传感器数据采集电路板(5)连接到无线数据传输电路板(8)，无线数据传输电路板(8)通过射频连接线连接到PCB天线(14)，电源模块用于给无线数据传输电路板(8)、传感器数据采集电路板(5)、振动敏感元件(3)和温度敏感元件(1)供电。

2.根据权利要求1所述的一种内置天线式的无线智能传感器，其特征在于，壳体包括不锈钢底座(2)、塑料顶盖(13)和金属外壳(16)；金属外壳(16)为两端开口的筒状结构，金属外壳(16)的顶部开口内设置塑料顶盖(13)，塑料顶盖(13)与金属外壳(16)之间设置有第二密封圈(15)；金属外壳(16)的底部设置有不锈钢底座(2)，不锈钢底座(2)与金属外壳(16)之间设置有第一密封圈(4)。

3.根据权利要求2所述的一种内置天线式的无线智能传感器，其特征在于，底座(2)位于壳体内部的一面设置有凸起，振动敏感元件(3)粘接设置在底座(2)的凸起上；温度敏感元件(1)粘接设置在底座(2)的凸起侧面。

4.根据权利要求2所述的一种内置天线式的无线智能传感器，其特征在于，底座(2)的下表面设置有螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的一种内置天线式的无线智能传感器，其特征在于，电源模块(17)包括电池底壳(9)、电池限流保护板(10)、锂-亚硫酰氯电池(11)和电池顶壳(12)；电池顶壳(12)扣在电池底壳(9)上，电池底壳(9)和电池顶壳(12)之间形成电池仓，锂-亚硫酰氯电池(11)设置在电池仓内，电池限流保护板(10)与锂-亚硫酰氯电池(11)连接。

6.根据权利要求1所述的一种内置天线式的无线智能传感器，其特征在于，壳体内部电池模块的下方设置有定位环(6)，定位环(6)垂直于壳体内侧壁设置；无线数据传输电路板(8)设置于定位环(6)上表面，定位环(6)通过螺钉(7)固定；传感器数据采集电路板(5)设置于定位环(6)下表面；传感器数据采集电路板(5)和无线数据传输电路板(8)通过对接焊针连接。