CN208751706U - 一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置 - Google Patents

Abstract

一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，包括采用Wi‑Fi通讯的无线振动传感器，无线振动传感器通过Wi‑Fi直连或连接到便携式无线网络接入热点的方式与基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端建立连接；无线振动传感器与智能终端双向通讯连接，本实用新型无线传振动传感器与智能终端可采用1对1、1对多、多对1的无线连接方式，可实现振动信号的多通道灵活配置，实现振动信号的单通道采集、多通道采集，以及同一传感器采集数据发送给不同的智能终端。

Description

一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置

技术领域

本实用新型涉及机械振动故障诊断技术领域，特别涉及一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置。

背景技术

机械工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。

工程上，机械振动诊断仪器的形式一般为“振动加速度传感器+诊断仪器+PC机+分析软件”，诊断仪器可独立运行振动诊断分析软件，也可将振动波形数据采集存储后传输到PC机上，使用PC机上的分析软件对振动数据进行分析并管理分析结果。

由于振动诊断仪器硬件开发成本较高(制版、开模、机加工等费用占振动诊断仪器硬件开发成本的比例较高)，振动诊断仪器市场销量有限，振动诊断仪器总体成本居高不下。市场上振动诊断仪器的种类和数量较少，仅仅部分专业振动诊断服务厂商提供有专用的仪器产品。而且，这些专用的振动诊断仪器由于没有大规模市场需求，导致仪器升级换代缺少资金支撑，普遍存在硬件配置较低、屏幕小(一般为3寸)、计算能力差的情况；同时，封闭的诊断软件也使得用户无法将自己成熟的诊断算法在上面进行应用。

振动诊断仪器多采用有线振动加速度传感器，传感器通过可供电的信号电缆连接在诊断仪器上，受振动诊断仪器的体积限制，振动诊断仪器上设置的振动采集通道数有限，通常可采集单通道振动信号、双通道振动信号，极个别诊断仪器支持四通道的振动信号的采集。

现有的机械振动诊断仪器的使用方式是：检测诊断人员手持机械振动诊断仪器，首先要根据检测与诊断需求，确定采集振动信号的通道数量；第二，根据被测设备的转速、结构、安装形式等确定需要采集的振动信号的类型、采样频率、采样长度、滤波频率等参数；第三，将振动加速度传感器使用磁座的方式吸附在尽量靠近被测机械设备转动轴或轴承的位置，使得振动传播的路径尽可能短，以降低振动信号的衰减；第四，使用诊断仪器采集振动信号，现场可在诊断仪器的屏幕上观察振动波形，还可在诊断仪器上做基本的傅立叶分析，查找设备振动特征频率等。振动波形数据可手工设置是否存储在振动诊断仪器中，待返回办公室后，将振动诊断仪器存储的振动波形数据通过专用通讯线缆传回PC机，在PC机上可使用专用分析软件开展进一步的分析与诊断。

受连接振动传感器与诊断仪器的传感器信号电缆长度的限制，以及被测设备安装空间的影响，测量机械振动时，振动传感器无法足够靠近转动轴或轴承，造成振动信号衰减，信噪比低，易发生误判、误诊；现场使用时，需要在被测机械设备运行时测量振动，检测诊断人员受限于传感器电缆长度不能与正在运行的被测机械保持足够的安全距离；现场嘈杂的环境难以让检测诊断人员集中精神做分析与诊断；但是，如果通过延长传感器线缆保证人员与被测机械足够的安全距离，过长的传感器线缆，在操作不当的情况下存在被正在运行的机械卷入的可能性，有一定的安全隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，无线振动传感器与基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端采用Wi-Fi通讯技术实现无线连接。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1，无线振动传感器1通过Wi-Fi直连或连接到便携式无线网络接入热点的方式与基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2建立连接；

所述的无线振动传感器1与智能终端2双向通讯连接。

所述的采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2采用Wi-Fi直连的方式进行通讯，此时无线振动传感器1与智能终端2为1对1的通讯方式。

基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2采用开放的结构，支持专业人员自行添加诊断算法与程序。

所述的无线振动传感器1型号为TPRI IS-VW-I。

所述的采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2采用共同连接到便携式无线网络接入热点3的方式建立无线通讯连接，此时无线振动传感器1与智能终端2为多对1的通讯方式，此种通讯连接模式下，也支持无线振动传感器1与智能终端2为1对多的通讯方式。

所述的采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2之间通讯的内容包括基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2向采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1下达的振动信号采集相关的振动信号类型、采样频率、采样长度、滤波频率、振动信号时域波形计算参数这些处理命令，还包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1向基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2反馈的状态参数、振动信号时域波形采样数据、振动信号时域波形计算参数。

基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2具有开放性，可在机械振动诊断应用的基础上由用户自行添加诊断算法，提高诊断装置的利用率。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提高了用户现场使用时的安全性。由于无线振动传感器与智能终端采用无线连接，避免了采用有线传感器时连接诊断仪器与振动传感器的信号线缆被卷入被测机械设备的风险；同时，扩大了操作振动诊断仪器的人员与被检测机械的距离，使得检测诊断人员可以在有效的无线通讯距离内远离被测机械设备，在一个相对安全的区域或地点内实现对运行中机械设备振动信号的采集、分析与诊断。

(2)本实用新型整体结构简单，采用通用的基于Android系统的智能终端，安装机械振动诊断应用，通过Wi-Fi与无线振动传感器连接，即成为一套机械振动诊断装置，即“无线振动传感器+Android智能终端”的模式。如果作为单通道振动诊断装置，仅包括无线振动传感器和通用的基于Android系统的智能终端两部分。多通道振动诊断装置，仅仅按需要配置指定数量的无线振动传感器，再增加一个便携式无线网络接入测点即可。

(3)本实用新型提高了机械设备振动测量通道配置的灵活性。无线振动传感器与智能终端采用Wi-Fi直连的方式，可实现智能终端与无线振动传感器1对1的连接，也就是实现现有的机械振动诊断仪器单通道振动采集的工作方式；借助便携式无线网络接入热点，无线振动传感器与智能终端通过便携式无线网络接入热点实现Wi-Fi连接，可实现智能终端与无线振动传感器1对多或多对1的连接，智能终端与无线振动传感器1对多的连接方式也就是实现现有的机械振动诊断仪器的多通道采集的工作方式，振动采集通道仅受无线振动传感器数量影响，摆脱了现有机械振动诊断仪器振动通道数量的限制；智能终端与无线振动传感器多对1的连接方式在现有的机械振动诊断仪器无法提供。

(4)本实用新型使用便捷。对于临时分析与诊断，可采用磁座将无线振动传感器吸附在被测机械某一位置，检测诊断人员可在有效通讯距离内对被测机械的振动信号进行采集、分析与诊断；对于现场常见的短期分析与诊断，可把无线传感器保留在被测机械上，不需要每次测量完成时拆卸传感器，当检测诊断人员携带智能终端来到被测机械附近，运行智能终端上的机械振动诊断应用，即可唤醒处于低功耗休眠状态下的无线振动传感器，智能终端与无线振动传感器建立无线通讯连接后，即可实现对被测机械的振动信号进行采集、分析与诊断。

(5)本实用新型对智能终端的硬件配置无特殊要求。对于硬件配置的需求主要体现在诊断算法的复杂度上，如果仅使用常用的功率谱分析之类的分析方法，对智能终端的硬件水平要求则更低，目前主流的基于Android系统的智能终端都可以满足本实用新型对智能终端的要求，这个特性极大的丰富了用户对后续智能终端的选择范围，智能终端无论是采用智能手机或者平板电脑，只要具有Wi-Fi功能，就可以实现与无线振动传感器的连接。

(6)本实用新型所采用的Wi-Fi通讯技术的规约为公开的。本实用新型对智能终端没有特指性，智能终端只要基于Android系统、具有Wi-Fi功能、并遵循公开的通讯规约即可安装机械振动诊断应用，配合无线振动传感器组成机械振动诊断装置。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图一。

图2为本实用新型结构示意图二

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2采用Wi-Fi直连的方式进行通讯，此时无线振动传感器1与智能终端2为1对1的通讯方式；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2建立的无线通讯连接是双向的；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2之间通讯的内容包括基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2向采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1下达的振动信号采集相关的振动信号类型、采样频率、采样长度、滤波频率、振动信号时域波形计算参数这些处理命令，还包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1向基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2反馈的状态参数、振动信号时域波形采样数据、振动信号时域波形计算参数；

基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2具有开放性，可在机械振动诊断应用的基础上由用户自行添加诊断算法，提高诊断装置的利用率。

参见图2，一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1、基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2和便携式无线网络接入热点3；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2采用共同连接到便携式无线网络接入热点3的方式建立无线通讯连接，此时传感器与智能终端2为多对1的通讯方式，此种通讯连接模式下，也支持无线振动传感器1与智能终端2为1对多的通讯方式；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2建立的无线通讯连接是双向的；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2之间通讯的内容包括基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2向采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1下达的振动信号采集相关的振动信号类型、采样频率、采样长度、滤波频率、振动信号时域波形计算参数这些处理命令，还包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1向基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2反馈的状态参数、振动信号时域波形采样数据、振动信号时域波形计算参数；

基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2具有开放性，可在机械振动诊断应用的基础上由用户自行添加诊断算法，提高诊断装置的利用率。

下面给出具体的实施例，一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，所述机械振动诊断装置与无线振动传感器1采用Wi-Fi通讯方式建立连接，测量与诊断被测机械设备的振动，具体包括：

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1使用磁座吸附在被测机械设备距转动轴较近的位置；

检测诊断人员手持基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2，运行智能终端上已经安装的专用机械振动诊断应用；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1与基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2通过Wi-Fi直连或通过便携式无线网络接入热点3建立无线通讯连接；

基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2将振动信号的类型、采样频率、采样长度、滤波频率、时域波形计算参数等采集配置命令通过Wi-Fi传递给采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1；

采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器1按接收到的采集配置命令后开始采集振动信号，并按要求完成相应的计算，然后将配置命令中要求的回传数据通过开放的Wi-Fi通讯规约传送给基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2；

检测诊断人员手持使用基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端2，使用机械振动诊断应用，对Wi-Fi通讯的无线振动传感器1传回的振动数据进行分析、诊断。

作为本实用新型的优选实施方式，所述机械振动诊断装置在使用时需要将配套的无线振动传感器1使用附带的磁座吸附在被测机械设备的重要位置，如果被测机械设备外壳为非铁磁性，则可以使用粘接的方式固定无线振动传感器1。

作为本实用新型的优选实施方式，所述机械振动诊断装置建议增加保护套，降低诊断装置发生磕碰、跌落受损的可能性。

作为本实用新型的优选实施方式，所述机械振动诊断装置在使用时由检测诊断人员握持操作，为便于观察振动图形获取更为详尽的诊断信息、对图形进行放大缩小以及拉动图形等操作，建议选择屏幕尺寸较大的智能终端2。

无线传振动传感器与智能终端可采用1对1、1对多、多对1的无线连接方式，可实现振动信号的单通道采集、多通道采集，以及同一传感器采集数据发送给不同的智能终端。

利用智能终端强大的硬件配置和计算能力，用户还可以灵活添加自行编写的振动诊断算法，下载到开放的智能终端，形成个性化的振动诊断仪器，提高振动诊断仪器的使用率，节省投资。

Claims (6)

1.一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，包括采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器(1)，无线振动传感器(1)通过Wi-Fi直连或连接到便携式无线网络接入热点的方式与基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端(2)建立连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，所述的无线振动传感器(1)与智能终端(2)双向通讯连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，所述的采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器(1)和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端(2)采用Wi-Fi直连的方式进行通讯，此时无线振动传感器(1)与智能终端(2)为1对1的通讯方式。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，所述的采用Wi-Fi通讯的无线振动传感器(1)和基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端(2)采用共同连接到便携式无线网络接入热点(3)的方式建立无线通讯连接，此时无线振动传感器(1)与智能终端(2)为多对1的通讯方式，此种通讯连接模式下，也支持无线振动传感器(1)与智能终端(2)为1对多的通讯方式。

5.根据权利要求1所述的一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，基于Android系统的安装有专用机械振动诊断应用的智能终端(2)采用开放的结构。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线振动传感器的机械振动诊断装置，其特征在于，所述的无线振动传感器(1)型号为TPRI IS-VW-I。