CN208765839U - 一种数字型手持振动测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字型手持振动测量仪，包括内置传感器、带通滤波电路、程控放大电路、模/数转换电路、中央处理单元、触摸屏显示输出电路和电源电路，内置传感器、带通滤波电路、程控放大电路、模/数转换电路和中央处理单元按照信号流通方向依次连接，探针一端与内置传感器连接，另一端与手持壳体轴向密封后伸出，所述中央处理单元与触摸屏显示输出电路双向连接，所述中央处理单元的一输出端与程控放大电路的输入端连接，所述中央处理单元又一输出端与带通滤波电路的输入端连接，电源电路的输出端与中央处理单元的电源输入端连接。测量仪轻巧，便于携带，可直接现场显示测量值，且适用于各种旋转机械的监测。

Description

一种数字型手持振动测量仪

技术领域

本实用新型属于机械振动监测和保护设备技术领域，具体涉及一种数字型手持振动测量仪，自带供电电池，可直接手持测量现场机械设备的振动值，是一种简单、高效的手持式振动测量仪。

背景技术

现有技术中，大型旋转机械广泛用于电力、石化、冶金、制造、航空等几乎所有的工业领域中的各种场合，是生产中的关键动力设备，其运转时产生的振动对安全生产影响很大。实际应用中，由于存在许多例如磨损等无法避免的因数，旋转机械经常会出现各种故障，以致降低或失去其预定的功能，甚至可能引起严重的事故，造成巨大的经济损失乃至人员伤亡，产生严重的社会影响。

振动是引起旋转机械设备故障的主要原因，而且不同种类的故障会在振动的信号上有所区别表现。因此，对旋转机械进行振动监测就能够有效减少上述情况的发生，保证机器设备的安全高效运行。通过实时监测旋转机械的振动信号，并加以分析和处理，就能够随时掌握设备的运行状态以及发展趋势等信息。这些信息有助于相关人员在旋转机械设备发生严重故障或酿成严重事故之前发现问题，并提前加以维护修理，从而能够有效避免重大事故发生。一般的手持测量仪，多数为模拟检测系统，普遍存在测量精度差、待机时间短、操作体验差、无通讯接口等缺点。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于克服现有技术中存在的缺点，设计一种内置加速度传感器的数字型手持振动测量仪。所述测量仪为管理机组设备的正常运行提供了简单、高效的监测方法。该测量仪具有节省成本、低功耗、操作方便等优点，同时具有较高的可靠性、灵活性和抗干扰能力，且能够现场测量测量值。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的一种数字型手持振动测量仪，包括电路单元、探针、触摸屏和手持壳体，手持壳体上设置手持部，触摸屏固定设置在手持壳体上，内置于手持壳体内部的电路单元包括内置传感器、带通滤波电路、程控放大电路、模/数转换电路、中央处理单元、触摸屏显示输出电路和电源电路，内置传感器、带通滤波电路、程控放大电路、模/数转换电路和中央处理单元按照信号流通方向依次连接，探针一端与内置传感器连接，另一端与手持壳体轴向密封后伸出，所述中央处理单元与触摸屏显示输出电路双向连接，所述中央处理单元的一输出端与程控放大电路的输入端连接，所述中央处理单元又一输出端与带通滤波电路的输入端连接，电源电路的输出端与中央处理单元的电源输入端连接。

本实用新型涉及的数字型手持振动测量仪，还包括USB通讯输出电路，USB通讯输出电路输出端的USB输出端子上安装USB接口，USB接口固定在手持壳体上，通过USB接口与上位机进行双向数字通信。

本实用新型涉及的电源电路能够采用蓄电池提供电源，也能够通过充电提供电源，其中电源输出电压优选为9V，电源电路与固定在手持壳体上的开关连接。

本实用新型涉及的触摸屏显示输出电路的信号输出/输入端连接触摸屏。

本实用新型涉及的带通滤波电路采用了阶带通滤波器用于滤除传感器信号的高低频噪音。

本实用新型涉及的中央处理单元采用了基于ARM Cortex-M3内核的低功耗微控制器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：(1)测量仪内部元件均采用低功耗元器件，能耗低，且保证了在使用电池供电的前提下仍然有充足的待机时间；(2)能够获取更可靠、更精确和更稳定的振动信号，避免出现传感器有效信号被误衰减或噪音未滤除的现象，从而提高了测量的准确性；(3)测量仪轻巧，便于携带，可直接现场显示测量值，且适用于各种旋转机械的监测，例如汽轮机、压缩机、电动机、泵、风扇、鼓风机、离心机和发电机等。

附图说明：

图1为本实用新型涉及的数字型手持振动测量仪主视图。

图2为本实用新型涉及的数字型手持振动测量仪侧视图。

图3为本实用新型涉及的数字型手持振动测量仪电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

实施例1：

如图1-3所示，本实施例涉及的一种数字型手持振动测量仪，包括电路单元、探针2、触摸屏1和手持壳体13，手持壳体13上设置手持部(图中未画出)，触摸屏1固定设置在手持壳体13上，内置于手持壳体13内部的电路单元包括内置传感器5、带通滤波电路6、程控放大电路7、模/数转换电路8、中央处理单元9、触摸屏显示输出电路10和电源电路12，内置传感器 5、带通滤波电路6、程控放大电路7、模/数转换电路8和中央处理单元9按照信号流通方向依次连接，探针2一端与内置传感器5连接，另一端与手持壳体13轴向密封后伸出，所述中央处理单元9与触摸屏显示输出电路10双向连接，所述中央处理单元10的一输出端与程控放大电路7的输入端连接，所述中央处理单元9又一输出端与带通滤波电路6的输入端连接，电源电路12的输出端与中央处理单元9的电源输入端连接。

本实施例涉及的数字型手持振动测量仪，还包括USB通讯输出电路11，USB通讯输出电路11输出端的USB输出端子上安装USB接口3，USB接口3固定在手持壳体13上，通过USB接口3与上位机进行双向数字通信。上位机能够实时读取数字型手持振动测量仪采集并处理的数据，通过对数据的分析处理，实现对旋转机械振动信号的实时监测，便于全面了解旋转机械的工作状况，及时对故障进行诊断和处理，特别是，对旋转机械的运行状况进行预警。

本实施例涉及的电源电路12能够采用蓄电池提供电源，也能够通过充电提供电源，其中电源输出电压优选为9V，电源电路12与固定在手持壳体13上的开关4连接，通过开关4控制电源的供应。

本实施例涉及的触摸屏显示输出电路10的信号输出/输入端连接触摸屏1，通过触摸屏1 显示速度、加速度和位移的测量值，同时对测量仪中涉及的单位、量程滤波频率等参数进行修改设置。触摸屏1同时作为信号输入端和输出端，与传统的“非触摸显示屏+键盘”的输入和输出端组合相比，简化设备，容易操作。

本实施例涉及的带通滤波电路采用了8阶带通滤波器用于滤除传感器信号的高低频噪音，较现有的低阶模拟滤波器，能够获取更可靠、更精确和更稳定的振动信号，避免出现传感器有效信号被误衰减或噪音未滤除的现象，从而提高了测量的准确性。滤波频率可以通过触摸屏设置，可以满足不同现场环境或用户的需求。

本实施例涉及的程控放大电路7对内置传感器5的信号进行放大，通过提高信噪比以改善测量精度。目前的测量仪一般采用模拟放大器，放大倍数固定，当用户选择不同量程的时候往往需要修改硬件以调整放大倍数从而满足测量精度要求。而程控放大器放大倍数可以由程序进行控制改变，根据不同的信号大小或者不同的量程要求在不改动硬件的条件下设定不同的放大倍数以获取最佳的信噪比。

本实施例涉及的中央处理单元9采用了基于ARM Cortex-M3内核的低功耗微控制器。

在被测机器壳体上选取一个测试点，把探针2放在被测试点上，则当机壳振动时，探针2将与机壳一起振动，通过内置传感器5中的压电晶体及电路，振动幅度将转化为电压信号输出。内置传感器5输出信号输出到带通滤波电路6，用于振动测量。带通滤波电路6将对交流信号进行高低通滤波，滤掉有用信号频段之外的干扰信号。程控放大电路7将对滤波后的交流信号进行比例放大，提高模/数采样的精度。模/数转换电路8将放大后的交流模拟信号转换为数字信号，并通过数字接口发送给中央处理单元9。中央处理单元9将接收到的数字信号进行计算转换，并通过数字接口将转换结果发送给触摸屏1将测量值进行显示。

Claims (6)

1.一种数字型手持振动测量仪，其特征在于，包括电路单元、探针、触摸屏和手持壳体，手持壳体上设置手持部，触摸屏固定设置在手持壳体上，内置于手持壳体内部的电路单元包括内置传感器、带通滤波电路、程控放大电路、模/数转换电路、中央处理单元、触摸屏显示输出电路和电源电路，内置传感器、带通滤波电路、程控放大电路、模/数转换电路和中央处理单元按照信号流通方向依次连接，探针一端与内置传感器连接，另一端与手持壳体轴向密封后伸出，所述中央处理单元与触摸屏显示输出电路双向连接，所述中央处理单元的一输出端与程控放大电路的输入端连接，所述中央处理单元又一输出端与带通滤波电路的输入端连接，电源电路的输出端与中央处理单元的电源输入端连接。

2.根据权利要求1所述的数字型手持振动测量仪，其特征在于，数字型手持振动测量仪，还包括USB通讯输出电路，USB通讯输出电路输出端的USB输出端子上安装USB接口，USB接口固定在手持壳体上，通过USB接口与上位机进行双向数字通信。

3.根据权利要求1所述的数字型手持振动测量仪，其特征在于，电源电路能够采用蓄电池提供电源，也能够通过充电提供电源，其中电源输出电压优选为9V，电源电路与固定在手持壳体上的开关连接。

4.根据权利要求1所述的数字型手持振动测量仪，其特征在于，触摸屏显示输出电路的信号输出/输入端连接触摸屏。

5.根据权利要求1所述的数字型手持振动测量仪，其特征在于，带通滤波电路采用了阶带通滤波器用于滤除传感器信号的高低频噪音。

6.根据权利要求1所述的数字型手持振动测量仪，其特征在于，中央处理单元采用了基于ARM Cortex-M3内核的低功耗微控制器。