CN208921275U - 一种天线内置型无线振动传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线内置型无线振动传感器，包括壳体、电池管理单元、电路板、紧固件、支撑板、传感器电路板、磁吸底座组件、天线。天线内置型无线振动传感器整体呈螺栓型，壳体内设有电池管理单元和支撑板，电池管理单元位于壳体内上部，支撑板位于壳体内下部，电路板设于电池管理单元下部，天线连接电路板，支撑板通过紧固件固定在壳体内，支撑板水平放置，传感器电路板竖直布置，传感器电路板中间部位与支撑板连接，磁吸底座组件固定在壳体外底端。本实用新型采用内置天线，磁吸分体安装，安全可靠。

Description

一种天线内置型无线振动传感器

技术领域

本实用新型涉及一种新型无线振动传感器，具体是一种应用于周期往复运行装置故障诊断领域的天线内置型无线振动传感器。

背景技术

无线振动传感器在设备的状态检测和故障诊断领域中应用很广，利用振动传感器检测特定设备的振动信号，如电机、泵、执行机构等设备的加速度、速度、位移、温度信息的在线检测、利用后续电路对信号进行滤波、A/D转换等处理，经由控制芯片以及无线射频发射芯片将信号传出至上位机中，在上位机中利用时域分析、频域分析或时频域分析将振动信号中的特征信息提取出来，完成对设备的诊断工作。

随着对生产设备状况监测的需求越来越高，传感器的安装要求也越来越高，目前用于周期往复运行装置故障诊断领域的同类型传感器多采用外置天线，容易受外界干扰，也常常出现损坏、丢失的问题；安装方式也有很大的局限性，如采用螺纹安装，现场实施需打孔，攻螺纹，且受现场条件限制，安装不方便；采用带胶安装，在防爆场所，不方便拆卸更换电池。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天线内置型无线振动传感器，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种天线内置型无线振动传感器，包括壳体、电池管理单元、电路板、紧固件、支撑板、传感器电路板、磁吸底座组件、天线；所述天线内置型无线振动传感器整体呈螺栓型，所述壳体内设有电池管理单元和支撑板，所述电池管理单元位于壳体内上部，所述支撑板位于壳体内下部，所述电路板设于电池管理单元下部，所述天线连接电路板，所述支撑板通过紧固件固定在壳体内，所述支撑板水平放置，所述传感器电路板竖直布置，所述传感器电路板中间部位与支撑板连接，所述磁吸底座组件固定在壳体外底端。

进一步地，所述磁吸底座组件包括磁吸底座、磁铁；所述磁吸底座呈环状，下端面上设有一个环形凹槽，所述磁吸底座固定在壳体外底端，所述磁铁呈环状，磁铁安装在磁吸底座的环形凹槽内。磁吸底座组件呈环状是根据传感器外壳选择的，能够更好地进行固定，磁吸底座采用不锈钢材质，具有耐磨性和耐腐蚀性，磁铁采用钕铁硼材质，钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料，具有极高的磁能积和矫顽力，性价比高，具有良好的机械性。采用磁吸底座组件是为了操作的便捷性，使用时只需把磁吸底座组件直接吸附在被测物体上，实施不需要打孔、攻螺纹，安装完成后传感器也不易丢失，也可以拆卸传感器部件，解决防爆场所更换电池问题，使用方便。

进一步地，所述传感器电路板包含MEMS传感器，MEMS 传感器具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高、可测量各种物理量等特点，所述传感器可选用型号如ADXL203，对被测物体的振动信号进行检测。

进一步地，所述壳体包括上壳和下壳；所述上壳位于最上端，所述上壳呈帽型，所述上壳末端与下壳连接，上壳采用聚碳酸脂材料，具有良好的机械性能，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，下壳采用不锈钢材质，具有耐腐性的特点，将传感器封装在壳体内，能够使传感器应对严苛的工业环境，抵御温度、化学腐蚀和激烈的机械振动冲击，也可以保证其工作传输稳定性，可以使传感器在高温、低温、震动等环境下长期稳定工作。

进一步地，所述电池管理单元包括电池和电池支架；所述电池设于壳体主体中心，所述电池支架呈帽型，固定在电池两侧，所述电池支架采用聚碳酸脂材料，主要是具有良好的电绝缘性，采用内置电池的设计主要是为了解决传感器频响问题，减少噪音。

进一步地，所述电路板包括电路主板和电路信号板；所述电路主板连接在电池支架两侧，所述电路信号板通过连接板与电路主板相对连接；所述电路信号板包括信号处理单元，所述信号处理单元包括运算放大电路以及24位AD转换芯片，所述信号处理单元将MEMS传感器产生的电信号进行放大，滤波，经由24位AD转换芯片转为数字信号输出，所述信号处理单元选用型号如AD8608运算放大电路和AD9434模数转换器；所述电路主板包括DSP数据采集单元和无线传输单元，所述DSP数据采集单元采用型号如TMS320LF2407A，所述DSP数据采集单元将信号处理单元中输出的数字信号进行采集、整理，所述无线传输单元将信号传输至上位机中，利用上位机对数据进行时域分析、频域分析或时频域分析将振动信号中的特征信息提取出来，提取特征值并将与正常值进行对比，判断设备的运行状态，完成对设备的诊断工作，所述无线传输单元主要采用WIFI 或ZIGBEE传输方式。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用内置天线，磁吸分体安装，可实现：

1、内置天线不易损坏；

2、实施无需打孔、攻螺纹；

3、安装完成后传感器不易丢失；

4、分体磁吸结构可拆卸传感器部件，解决防爆场所更换电池问题；

5、内置电池固定部件，解决振动传感器频响问题；

6、固定天线支架，解决全向天线无线通讯可靠性问题；

7、内部灌胶(双组份硅凝胶)，解决冷凝防水等问题。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为电路主板和电路信号板示意图；

图3为本实用新型未加磁吸底座组件的结构图；

图4为磁吸底座组件安装在传感器壳外的立体图；

图5为本实用新型磁吸底座组件的结构图。

图中：1-壳体、11-上壳、12-下壳、2-电池管理单元、21- 电池、22-电池支架、3-电路板、31-电路主板、311-DSP数据采集单元、312-无线传输单元、32-电路信号板、321-信号处理单元、4-紧固件、5-支撑板、6-传感器电路板、7-磁吸底座组件、 71-磁吸底座、72-磁铁、8-天线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种天线内置型无线振动传感器，包括壳体1、电池管理单元2、电路板3、紧固件4、支撑板5、传感器电路板6、磁吸底座组件7、天线8；所述天线内置型无线振动传感器整体呈螺栓型，所述壳体1内设有电池管理单元2和支撑板5，所述电池管理单元2位于壳体 1内上部，所述支撑板5位于壳体1内下部，所述电路板3设于电池管理单元2下部，所述天线8连接电路板3，所述支撑板5 通过紧固件4固定在壳体1内，所述支撑板5水平放置，所述传感器电路板6竖直布置，所述传感器电路板6中间部位与支撑板5连接，所述磁吸底座组件7固定在壳体1外底端。

参见图1-图3，所述壳体1包括上壳11和下壳12；所述上壳11位于最上端，所述上壳11呈帽型，所述上壳11末端与下壳12连接，上壳11采用聚碳酸脂材料，具有良好的机械性能，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，下壳12采用不锈钢材质，具有耐腐性的特点，将传感器封装在壳体1内，能够使传感器应对严苛的工业环境，抵御温度、化学腐蚀和激烈的机械振动冲击，也可以保证其工作传输稳定性，可以使传感器在高温、低温、震动等环境下长期稳定工作；所述电池管理单元2包括电池21和电池支架22；所述电池21设于壳体1中心，所述电池支架22呈帽型，固定在电池21两侧，所述电池支架22采用聚碳酸脂材料，主要是具有良好的电绝缘性；所述传感器电路板6 包括MEMS传感器，MEMS传感器具有体积小、质量轻、响应快、灵敏度高、可测量各种物理量等特点，所述传感器可选用型号如ADXL203，对被测物体的振动信号进行检测，将所测物理量转换为电信号；所述天线8与电路板3连接，安装在壳体1内，是为了保证天线8不受损坏，解决通信可靠性的问题，所述电路板3包括电路主板31和电路信号板32；所述电路主板 31、传感器电路板6、电路信号板32使用内部灌胶，采用有机灌封胶灌封保护可以深层固化，适合灌注较大的电子模块和物件，具有优越的抗高低温变化，抗紫外线、抗老化性，良好的密封绝缘性，同时也能解决冷凝防水等问题，所述电路主板31连接在电池支架22两侧，所述电路信号板32通过连接板与电路主板31相对连接，所述电路信号板32包括信号处理单元321，所述信号处理单元321包括运算放大电路以及24位AD转换芯片，所述信号处理单元321将MEMS传感器产生的电信号进行放大，滤波，经由24位AD转换芯片转为数字信号输出，所述信号处理单元321选用型号如AD8608运算放大电路和AD9434模数转换器，所述电路主板31包括DSP数据采集单元311和无线传输单元312，所述DSP数据采集单元311采用型号如 TMS320LF2407A，所述无线传输单元312主要采用WIFI或ZIGBEE传输方式，所述DSP数据采集单元311将信号处理单元 321中输出的数字信号进行采集、整理，所述无线传输单元312 将信号传输至上位机中，利用上位机对数据进行时域分析、频域分析或时频域分析将振动信号中的特征信息提取出来，提取特征值并将与正常值进行对比，判断设备的运行状态，完成对设备的诊断工作。

参见图4-图5，所述磁吸底座组件7包括磁吸底座71、磁铁72；所述磁吸底座71呈环状，下端面上设有一个环形凹槽，所述磁吸底座71固定在壳体1外底端，所述磁铁72呈环状，磁铁72安装在磁吸底座71的环形凹槽内。磁吸底座组件7呈环状是根据传感器外壳选择的，能够更好地进行固定，磁吸底座71采用不锈钢材质，具有耐磨性和耐腐蚀性，磁铁72采用钕铁硼材质，钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料，具有极高的磁能积和矫顽力，性价比高，具有良好的机械性。采用磁吸底座组件7是为了操作的便捷性，使用时只需把磁吸底座组件7直接吸附在被测物体上，实施不需要打孔、攻螺纹，安装完成后传感器也不易丢失，也可以拆卸传感器部件，解决防爆场所更换电池问题，使用方便。

使用时，通过磁吸底座组件7将传感器固定在被测物体上，通过MEMS传感器对被测物体的振动信号进行检测，转换为电信号输出，通过信号处理单元321将MEMS传感器产生的电信号进行放大，滤波，经由24位AD转换芯片转换为数字信号输出，再通过DSP数据采集单元311将信号处理单元321中输出的数字信号进行采集、整理，最后通过无线传输单元312将信号传输至上位机中，利用上位机对数据进行时域分析、频域分析或时频域分析将振动信号中的特征信息提取出来，提取特征值并将与正常值进行对比，判断设备的运行状态，完成对设备的诊断工作，在整个过程中，电池管理单元2持续对MEMS传感器、信号处理单元321、DSP数据采集单元311和无线传输单元312供电。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种天线内置型无线振动传感器，其特征在于：所述天线内置型无线振动传感器包括壳体(1)、电池管理单元(2)、传感器电路板(6)、磁吸底座组件(7)、天线(8)；所述天线内置型无线振动传感器整体呈螺栓型，所述壳体(1)内设有电池管理单元(2)和支撑板(5)，所述电池管理单元(2)位于壳体(1)内上部，所述支撑板(5)位于壳体(1)内下部，所述电路板(3)设于电池管理单元(2)下部，所述天线(8)连接电路板(3)，所述支撑板(5)通过紧固件(4)固定在壳体(1)内，所述支撑板(5)水平放置，所述传感器电路板(6)竖直布置，所述传感器电路板(6)中间部位与支撑板(5)连接，所述磁吸底座组件(7)固定在壳体(1)外底端。

2.根据权利要求1所述的一种天线内置型无线振动传感器，其特征在于：所述壳体(1)包括上壳(11)和下壳(12)；所述上壳(11)位于最上端，所述上壳(11)呈帽型，所述下壳(12)呈阶梯圆柱形，所述上壳(11)末端通过螺纹连接下壳(12)上端。

3.根据权利要求2所述的一种天线内置型无线振动传感器，其特征在于：所述电池管理单元(2)包括电池(21)和电池支架(22)；所述电池支架(22)固定在壳体(1)内，所述电池支架(22)用于电池的固定，所述电池(21)安装在电池支架(22)上。

4.根据权利要求3所述的一种天线内置型无线振动传感器，

其特征在于：所述磁吸底座组件(7)包括磁吸底座(71)、磁铁(72)；所述磁吸底座(71)呈环状，下端面上设有一个环形凹槽，所述磁吸底座(71)固定在壳体(1)外底端，所述磁铁(72)呈环状，磁铁(72)安装在磁吸底座(71)的环形凹槽内。

5.根据权利要求4所述的一种天线内置型无线振动传感器，其特征在于：所述传感器电路板(6)包括MEMS传感器，传感器电路板(6)与电路板(3)采用电连接。

6.根据权利要求5所述的一种天线内置型无线振动传感器，其特征在于：所述电路板(3)包括电路主板(31)和电路信号板(32)，所述电路主板(31)和电路信号板(32)采用电连接；所述电路主板(31)水平布置，一侧连接电池管理单元(2)，一侧连接电路信号板(32)，所述电路信号板(32)水平布置，所述电路信号板(32)包括信号处理单元(321)，所述信号处理单元(321)包括运算放大电路和24位AD转换芯片；所述电路主板(31)包括DSP数据采集单元(311)和无线传输单元(312)。