CN209356059U - 一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置；所述振动监测装置包括竖直设置的悬臂梁结构，所述悬臂梁结构的上下两端分别固定有第一硬质圆盘和第二硬质圆盘；所述悬臂梁结构的侧面固定有声表面波传感器；所述第二硬质圆盘上表面且位于悬臂梁结构的两侧分别固定有信号接收天线和发射天线；所述第一硬质圆盘与第二硬质圆盘之间设置有一个呈空心圆柱状的橡胶壳。本实用新型提出的一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置中无需对测量点上的压力测量元件进行供电，并且采用无线传输，极大地简了传感器的设计，简化了布线的繁琐，也减小了测量单元尺寸。

Description

一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置

技术领域

本实用新型涉及传感器技术尤其涉及一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置。

背景技术

曳引机作为电梯的驱动主机，其运转的稳定性将直接关系到电梯的性能、舒适性以及运行的平稳性和安全性。因此，对于曳引机的震动监测显得尤为重要。国内电梯曳引机的震动监测的方法是将速度传感器放置在曳引轮上，当曳引轮旋转时，传感器就会产生速度信号由引线引出，通过对信号的分析来测定曳引机的扭振，而传感器的信号引出线一般有数米长。使用起来极其复杂，且测试精度不高，稳定性也不好。齿栅检测法可实现曳引机的扭振的测试，利用外部插入的时钟脉冲作为辅助时间标尺对齿栅这一空间标尺的瞬时标定与实时细分。具体的做法是：在北侧涡轮输出轴端安装一个齿栅和一对互为180°对称安装的圆周角位移传感器，在齿栅旋转时两个传感器便发出两路信号，将两路信号传给下位机的微处理器MCU分别对其进行采样和计数，再将采样数据交由上位PC机计算处理，最后测出数据的有效值。此方法在涡轮上安装齿栅，由于电机本身的转动存在振动，因此会对齿栅与传感器之间的信号传输造成较大误差。且安装硬件设备多，较复杂。信号的后期处理复杂，使用处理器、PC机，导致装置的成本较高。

因此，有必要设计一种振动监测装置，以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置

所述振动监测装置包括竖直设置的悬臂梁结构，所述悬臂梁结构的上下两端分别固定有第一硬质圆盘和第二硬质圆盘；所述悬臂梁结构的侧面固定有声表面波传感器；所述第二硬质圆盘上表面且位于悬臂梁结构的两侧分别固定有信号接收天线和发射天线；所述第一硬质圆盘与第二硬质圆盘之间设置有一个呈空心圆柱状的橡胶壳。

进一步的，所述悬臂梁结构上端通过橡胶与第一硬质圆盘下表面进行软连接；所述悬臂梁结构下端与第二硬质圆盘通过螺钉硬连接。

进一步的，所述振动监测装置装设于曳引机底座与支架之间，所述第一硬质圆盘的上表面与曳引机底座下表面相贴合，所述第二硬质圆盘的下表面与支架上表面相贴合。

进一步的，所述第一硬质圆盘与曳引机底座之间采用胶水层固定连接；所述第二硬质圆盘与支架之间采用胶水层固定连接。

进一步的，所述悬臂梁结构采用铌酸锂基板制作而成。

更进一步的，所述悬臂梁结构上端通过橡胶与第一硬质圆盘下表面进行粘接；所述悬臂梁结构下端与第二硬质圆盘通过焊接固定。

本实用新型的优点在于：

一、无源无线

声表面波器件由于其特有的工作原理，本实用新型中无需对测量点上的压力测量元件进行供电，并且采用无线传输，极大地简了传感器的设计，简化了布线的繁琐，也减小了测量单元尺寸；

二、高精度，高灵敏度

传统传感器一般是采用半导体或是陶瓷材料制成的电容式或电阻式传感器，输出模拟信号，因而与主控芯片接口需要A/D转换电路。而声表面波传感器的输出信号为频率信号，因而与主控电路不需要A/D转换电路，提高了精确度；

三、体积小，便于安装

由于声表面波本身的特性，使其尺寸小，从而该装置的制作也变得更简单，尺寸小，便于各种场景的安装；该装置提高了电梯正常运行的安全性，为人们的安全生活增添了一份保障。

附图说明

图1是本实用新型提出的基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置的工作流程示意图；

图2是该振动监测装置的主视图；

图3是该振动监测装置的侧视图；

图4是该振动监测装置的使用示意图；

图5是该振动监测装置在使用时的连接示意图；

图6是该振动监测装置中悬梁臂结构示意图；

图7是声表面传感器的工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

实施例一：如图1～图7所示，本实用新型提出的一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置；所述振动监测装置包括竖直设置的悬臂梁结构1，所述悬臂梁结构1的上下两端分别固定有第一硬质圆盘2和第二硬质圆盘3；所述悬臂梁结构的侧面固定有声表面波传感器4；所述第二硬质圆盘3上表面且位于悬臂梁结构1的两侧分别固定有信号接收天线5和发射天线51；所述第一硬质圆盘2与第二硬质圆盘3之间设置有一个呈空心圆柱状的橡胶壳6。

进一步的，所述悬臂梁结构1上端通过橡胶与第一硬质圆盘2下表面进行软连接；所述悬臂梁结构1下端与第二硬质圆盘3通过螺钉硬连接。

进一步的，所述振动监测装置装设于曳引机底座与支架之间，所述第一硬质圆盘2的上表面与曳引机底座下表面相贴合，所述第二硬质圆盘3的下表面与支架上表面相贴合。所述曳引机底座7固定于支架8上，所述曳引机底座7上固定有曳引机9，所述曳引机9上套设有钢缆10；所述钢缆10贯穿曳引机底座7和支架8并延伸至支架的下端，所述钢缆10下端固定有箱体11。

进一步的，所述第一硬质圆盘2与曳引机底座之间采用胶水层11固定连接；所述第二硬质圆盘3与支架之间采用胶水层11固定连接；所述悬臂梁结构采用铌酸锂基板制作而成。

实施例二：与实施例一的不同之处在于，所述悬臂梁结构1上端通过橡胶与第一硬质圆盘2下表面进行粘接；所述悬臂梁结构1下端与第二硬质圆盘3通过焊接固定。

上述技术方案工作原理：

本实用新型采用的是悬臂梁结构的声表面波压力传感器。由于声表面波压力传感器的输出功率与压电基片的应变有直接的关系，为了提高该装置的灵敏度，因此采用此悬臂梁结构。当力向下作用时，悬臂梁的下表面压缩上表面拉伸。由于压缩力和拉伸力是不同的。因此，悬臂梁的中间是正极化，上下表面是负极化。当力是向上作用时，中间是负极化，表面正极化。将声表面波压力传感器置于悬臂梁结构之上，这就构成了悬臂梁声表面波压力传感器。声表面波压力传感器的基片压电材料受到外力作用时，材料内部产生应变，通过压电材料的非线性弹性行为，使材料的弹性常数、密度等随外力的变化而改变，导致声表面波传播速度发声变化。同时，压电材料受外力作用时，声表面波器件的结构尺寸发生改变，从而导致声表面波的波长变化。传播速度和波长变化共同导致谐振频率f的变化。于是，只要检测到一定的频率变化，就可以监测到两个固定平面的振动。

上述技术方案工作过程：

将该装置放置在两平面之间固定好，用矢量发生器产生一定频段内的电磁波，并通过天线将信号发射出去，该监测装置内的天线接收到信号后，通过声表面波传感器叉指在基片上激励声表面波，在传感器的输出端产生一定频率的信号。当该装置圆盘固定的两个平面发生振动时，必然引起悬臂梁的振动，从而对悬臂梁上的声表面波的传播造成影响，进而影响了传感器输出信号的频率。该装置中的天线将反馈信号发射出去，天线接收到反馈信号后进行数据分析处理，若检测到该装置频率不在正常的范围内振动，则控制警报器发出警报。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域的技术人员了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置，其特征在于：

所述振动监测装置包括竖直设置的悬臂梁结构(1)，所述悬臂梁结构(1)的上下两端分别固定有第一硬质圆盘(2)和第二硬质圆盘(3)；所述悬臂梁结构的侧面固定有声表面波传感器(4)；所述第二硬质圆盘(3)上表面且位于悬臂梁结构(1)的两侧分别固定有信号接收天线(5)和发射天线(51)；所述第一硬质圆盘(2)与第二硬质圆盘(3)之间设置有一个呈空心圆柱状的橡胶壳(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置，其特征在于：所述悬臂梁结构(1)上端通过橡胶与第一硬质圆盘(2)下表面进行软连接；所述悬臂梁结构(1)下端与第二硬质圆盘(3)通过螺钉硬连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置，其特征在于：所述振动监测装置装设于曳引机底座与支架之间，所述第一硬质圆盘(2)的上表面与曳引机底座下表面相贴合，所述第二硬质圆盘(3)的下表面与支架上表面相贴合。

4.根据权利要求3所述的一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置，其特征在于：所述第一硬质圆盘(2)与曳引机底座之间采用胶水层(11)固定连接；所述第二硬质圆盘(3)与支架之间采用胶水层(11)固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于声表面波传感器的电梯曳引机底座振动监测装置，其特征在于：所述悬臂梁结构(1)上端通过橡胶与第一硬质圆盘(2)下表面进行粘接；所述悬臂梁结构(1)下端与第二硬质圆盘(3)通过焊接固定。