CN208984120U - 一种多维数据采集的无线轴承传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于轴承领域，主要涉及一种多维数据采集的无线轴承传感器，通过多种传感器整合的形式实现了对轴承工况多维度的检测，同时可以采集轴承的温度、振动、冲击数据；通过板载天线及采集站实现了数据的远程、无线传输，避免了在轴承上安装有线传感器时需要布线、维护困难的技术问题；通过对轴承温度、振动、和冲击的实时监控，能够给维护或检修提供重要的工作线索，准确判断轴承开始产生故障的时间点，准确判断轴承当前的工作状态。
Description
技术领域
本实用新型属于轴承领域，涉及一种多维数据采集的无线轴承传感器。
背景技术
目前工业应用中均采用有线的轴承传感器对轴承工况进行测量，但该种方法布线安装复杂，维护困难，并且很多地方受空间环境限制，无法布线。而且市面上的传感器功能比较单一，只能进行单独的类型检测，比如只有温度检测或只有振动检测功能。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多维数据采集的无线轴承传感器，提供集振动、冲击、温度等多维数据采集为一体的低功耗、低成本的一种复合型多维数据采集的无线轴承传感器，服务于风力发电机轴承的智能终端检测设备，解决偏远地区风力发电机组轴承维护困难、维护费用高及的问题，减少因维护检查所造成的停机停产。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种多维数据采集的无线轴承传感器，包括：电路板，用于插入轴承内采集轴承数据；传感器，用于采集轴承运行过程中的状态数据，设有一个或多个，设置在电路板朝向轴承内部的一端上；存储芯片，用于存储传感器采集的数据，设置在电路板上；微控制器，用于收集并传送传感器所采集的数据，设置在电路板上；板载天线，用于远程传输微控制器所收集的数据，设置在电路板上；电源，用于为电路板上所有零部件供电，设置在电路板上；以及采集站，用于收集板载天线传输的数据。
可选地，所述传感器包括温度传感器、振动传感器及冲击传感器。
可选地，所述温度传感器及冲击传感器设置在电路板朝向轴承的一端上，所述振动传感器设置在电路板上。
可选地，还包括壳体，所述电路板安装在壳体内部。
可选地，所述电路板的外侧与所述壳体内侧均设有用于可拆卸连接的安装螺纹。
可选地，所述壳体朝向轴承的一侧为光滑锥面，该面为第一轴承接触面。
可选地，所述电路板朝向轴承的一侧为光滑锥面，该面为第二轴承接触面。
可选地，所述壳体内部设有用于安装电源的安装板，所述电源通过缠绕在电源外侧的卡箍以及设置在卡箍两端且与安装板可拆卸连接的螺丝设置在安装板上。
可选地，所述壳体内设有用于限制电路板位置的第一卡槽。
可选地，所述壳体内设有用于限制安装板位置的第二卡槽。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型中所涉及的一种多维数据采集的无线轴承传感器，通过多种传感器整合的形式实现了对轴承工况多维度的检测，同时可以采集轴承的温度、振动、冲击数据；通过板载天线及采集站实现了数据的远程、无线传输，避免了在轴承上安装有线传感器时需要布线、维护困难的技术问题；通过对轴承温度、振动、和冲击的实时监控，能够给维护或检修提供重要的工作线索，准确判断轴承开始产生故障的时间点，准确判断轴承当前的工作状态。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
图1为多维数据采集的无线轴承传感器的原理框架图；
图2为电路板的结构示意图；
图3为多维数据采集的无线轴承传感器的结构示意图；
图4为安装板的结构示意图；
图5为电源在安装板上的安装示意图；
图6为多维数据采集的无线轴承传感器在轴承上的安装位置示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1-图6，附图中的元件标号分别表示：温度传感器1、冲击传感器2、振动传感器3、存储芯片4、微控制器5、电路板6、板载天线7、安装螺纹8、壳体9、第一轴承接触面10、第二轴承接触面11、顶盖12、安装板13、螺丝14、卡箍15、电源16、第一卡槽17、第二卡槽18、轴承滚柱19、轴承外圈20、无线轴承传感器21。
本实用新型涉及一种多维数据采集的无线轴承传感器21，包括：电路板6，用于插入轴承内采集轴承数据；传感器，用于采集轴承运行过程中的状态数据，设有一个或多个，设置在电路板6朝向轴承内部的一端上；存储芯片4，用于存储传感器采集的数据，设置在电路板6上；微控制器5，用于收集并传送传感器所采集的数据，设置在电路板6上；板载天线7，用于远程传输微控制器5所收集的数据，设置在电路板6上；电源16，用于为电路板6上所有零部件供电，设置在电路板6上；以及采集站，用于收集板载天线7传输的数据。
优选地，所述传感器包括温度传感器1、振动传感器3及冲击传感器2；所述温度传感器1及冲击传感器2设置在电路板6朝向轴承的一端上，所述振动传感器3设置在电路板6上；还包括壳体9，所述电路板6安装在壳体9内部；所述电路板6的外侧与所述壳体9内侧均设有用于可拆卸连接的安装螺纹8；所述壳体9朝向轴承的一侧为光滑锥面，该面为第一轴承接触面10；所述电路板6朝向轴承的一侧为光滑锥面，该面为第二轴承接触面11；所述壳体9内部设有用于安装电源16的安装板13，所述电源16通过缠绕在电源16外侧的卡箍15以及设置在卡箍15两端且与安装板13可拆卸连接的螺丝14设置在安装板13上；所述壳体9内设有用于限制电路板6位置的第一卡槽17；所述壳体9内设有用于限制安装板13位置的第二卡槽18。
温度传感器1用于检测轴承运行中温度数据。当轴承内部温度异常，高于轴承正常运行的温度时，这种情况大多是由轴承内部的摩擦力增大引起的温度异常，摩擦力增大的原因有多种，比如：内部损坏造成摩擦力大、轴承内部的润滑油脂减少引起的摩擦力增大等。通过温度的提示，能够给维护或检修提供一个重要的工作线索，从而在很大程度上能降低维护的人力及生产成本。
冲击传感器2用于检测轴承早期运行的故障，采集数据，通过调理电路将冲击数据传给微控制器5。在轴承运行过程中，冲击信号是滚动轴承的初期故障的一种表现，敏感但不够稳定，随着故障程度的加深，冲击逐渐恢复接近正常值，但振动的能量会明显增大，因此冲击信号的检测在滚动轴承故障的初期作用明显。
振动传感器3，本实施例中采用加速度传感器作为振动传感器3，用于检测轴承振动状态，通过数据总线将振动数据传给微控制器5。轴承在转动过程中，转动动作是否平稳，当轴承内部出现磨损且磨损超出正常范围时，轴承在转动中会伴随有异常振动，该振动传感器3就可以捕捉到这种状态。相对于冲击来说，振动感应在轴承故障较严重时作用较为明显。
本实施例中的微控制器5程序中融入了低功耗算法，当没有数据发送请求时，进入休眠状态，进一步降低功耗，保证长久工作；也植入了电源16电量警报功能，当电量降低到报警值时，微控制器5采集到电量报警状态，并发送给后台管理，通知维护人员进行维护。
在使用过程中，在轴承外圈20上钻孔，将壳体9伸入孔中，温度传感器1一侧朝向孔内；温度传感器1与冲击传感器2距离轴承滚柱19最近，测量的数据更为准确。
本实用新型中所涉及的一种多维数据采集的无线轴承传感器21，通过多种传感器整合的形式实现了对轴承工况多维度的检测，同时可以采集轴承的温度、振动、冲击数据；通过板载天线7及采集站实现了数据的远程、无线传输，避免了在轴承上安装有线传感器时需要布线、维护困难的技术问题；通过对轴承温度、振动、和冲击的实时监控，能够给维护或检修提供重要的工作线索，准确判断轴承开始产生故障的时间点，准确判断轴承当前的工作状态。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，包括：
电路板，用于插入轴承内采集轴承数据；
传感器，用于采集轴承运行过程中的状态数据，设有一个或多个，设置在电路板朝向轴承内部的一端上；
存储芯片，用于存储传感器采集的数据，设置在电路板上；
微控制器，用于收集并传送传感器所采集的数据，设置在电路板上；
板载天线，用于远程传输微控制器所收集的数据，设置在电路板上；
电源，用于为电路板上所有零部件供电，设置在电路板上；
以及采集站，用于收集板载天线传输的数据。
2.如权利要求1中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、振动传感器及冲击传感器。
3.如权利要求2中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述温度传感器及冲击传感器设置在电路板朝向轴承的一端上，所述振动传感器设置在电路板上。
4.如权利要求1中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，还包括壳体，所述电路板安装在壳体内部。
5.如权利要求4中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述电路板的外侧与所述壳体内侧均设有用于可拆卸连接的安装螺纹。
6.如权利要求4中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述壳体朝向轴承的一侧为光滑锥面，该面为第一轴承接触面。
7.如权利要求1中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述电路板朝向轴承的一侧为光滑锥面，该面为第二轴承接触面。
8.如权利要求4中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述壳体内部设有用于安装电源的安装板，所述电源通过缠绕在电源外侧的卡箍以及设置在卡箍两端且与安装板可拆卸连接的螺丝设置在安装板上。
9.如权利要求4中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述壳体内设有用于限制电路板位置的第一卡槽。
10.如权利要求8中所述的多维数据采集的无线轴承传感器，其特征在于，所述壳体内设有用于限制安装板位置的第二卡槽。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112486063A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-12 | 中电科技集团重庆声光电有限公司 | 一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统 |
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| CN112486063B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-12-28 | 中电科技集团重庆声光电有限公司 | 一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统 |
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