CN210108658U - 提升设备振动分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种提升设备振动分析装置，包括用于数据采集的传感组件以及用于数据分析的装置主机，所述传感组件与提升设备固定连接并完成提升设备的数据采集，所述传感组件包括一台转速传感器及至少一台振动传感器，所述转速传感器及所述振动传感器均与所述装置主机信号连接。本实用新型通过转速传感器来采集提升设备中电机的转速，随后利用主机计算并判断电机转速的变化趋势，从而保证在恒定转速下完成对振动数据的采集，进而确保了振动分析结果的准确性和可靠性。

Description

提升设备振动分析装置

技术领域

本实用新型涉及一种振动分析装置，具体而言，涉及一种提升设备振动分析装置，属于数据分析技术领域。

背景技术

振动分析是一种广泛应用于旋转类机械设备的故障分析方法，其主要利用振动传感器采集机械设备的振动数据，随后将所采集的振动数据传送给专门的振动分析仪或局域网、公有云的处理服务器内对数据进行变换处理和图形展示。处理完成后，专业的振动分析师就可以依据各种图形和数据，并结合设备的零部件参数和运行参数进行全面分析，从而诊断出设备的可能故障点及可能的故障原因。

提升设备，诸如提升机或电梯等，作为生产生活中所必不可少的一类机械设备，目前也得到了广泛的应用。提升设备内部的主要零部件是旋转部件，因此在理论上也是可以利用振动分析的方式对其进行故障排查的。

但是在实际的操作过程中技术人员发现，由于提升机在启动到匀速以及匀速到完全停止这两个阶段中处于速度缓慢变化的加速/减速过程，且这两个过程的持续时间都较长，依靠现有的振动分析仪或振动分析系统很难保证所采集到的数据处于恒定转速过程中，因此很难保证振动分析的准确性。这是由于振动分析的主要技术是利用快速傅立叶变换算法和其他一些数据处理方法对数据进行变换、计算和处理。现有的振动分析理论和方法大多都是基于恒定转速来进行的，如果采集到的振动数据是非恒定转速的，则无法进行正确的振动分析。

综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种新的提升设备振动分析装置，以实现对提升设备整个运行过程中的实时振动分析，也就成为了本领域内技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型提出了一种提升设备振动分析装置，包括用于数据采集的传感组件以及用于数据分析的装置主机，所述传感组件与提升设备固定连接并完成提升设备的数据采集，所述传感组件包括一台转速传感器及至少一台振动传感器，所述转速传感器及所述振动传感器均与所述装置主机信号连接。

优选地，所述装置主机内包括一控制主板，所述控制主板上设置有一个小型处理器及多个数据接口，所述小型处理器及多个所述数据接口间电性连接。

优选地，所述控制主板为电脑主板或芯片或嵌入式主板。

优选地，多个所述数据接口包括一个数据采集接口及至少一个数据交互接口，所述转速传感器的信号输出端与所述数据采集接口电性连接，所述振动传感器的信号输出端与所述数据交互接口电性连接。

优选地，所述数据采集接口及数据交互接口均为RS485通讯接口。

优选地，所述装置主机内还包括一人机交互组件，所述人机交互组件包括一块显示屏及多个功能按钮，所述显示屏及功能按钮均与所述控制主板电性连接。

优选地，多个所述数据接口还包括一个数据反馈接口及多个数据键入接口，所述显示屏的信号输入端与所述数据反馈接口电性连接，所述功能按钮的信号输出端与所述数据键入接口电性连接、且所述功能按钮与所述数据键入接口一一匹配对应。

优选地，所述转速传感器固定设置于提升设备内电机主轴的一侧，所述转速传感器借助航空插头与所述数据采集接口电性连接。

优选地，所述振动传感器固定设置于提升设备内旋转部件的外侧，所述振动传感器借助航空插头与所述数据交互接口双向电性连接。

优选地，所述转速传感器及所述振动传感器均借助modbus RTU通讯协议与所述小型处理器实现数据交互。

与现有技术相比，本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：

本实用新型通过转速传感器来采集提升设备中电机的转速，随后利用主机计算并判断电机转速的变化趋势，从而保证在恒定转速下完成对振动数据的采集，进而确保了振动分析结果的准确性和可靠性。而且，由于本实用新型仅在恒定转速下进行振动数据的采集，因此也大大减少了振动数据的采集量、节约了振动数据的存储空间以及振动传感器的资源和电量消耗。

同时，在本实用新型中，电机转速数据及振动数据可以以图形的形式在振动分析时进行展示，从而有助于振动分析师及用户更为便捷、准确地进行振动分析。

此外，本实用新型也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他与振动分析相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型在进行振动分析过程中电机转速数据的时域图；

图3为本实用新型在进行振动分析过程中振动数据的时域图。

具体实施方式

本实用新型揭示了一种提升设备振动分析装置，适用于提升机使用，也可以应用于客、货用电梯或其他启动和停止过程是缓慢过程的旋转类机械设备。

如图1所示，本实用新型的提升设备振动分析装置包括用于数据采集的传感组件以及用于数据分析的装置主机，所述传感组件与提升设备固定连接并完成提升设备的数据采集，所述传感组件包括一台转速传感器及至少一台振动传感器，所述转速传感器及所述振动传感器均与所述装置主机信号连接。

所述装置主机内包括一控制主板，所述控制主板上设置有一个小型处理器及多个数据接口，所述小型处理器及多个所述数据接口间电性连接。

所述控制主板由可靠性高的PC电脑主板、芯片或专门的工业电脑主板、芯片或处理能力很强的嵌入式主板、芯片构成，如支持安卓或Linux操作系统的ARM系列芯片等。

多个所述数据接口包括一个数据采集接口及至少一个数据交互接口，所述转速传感器的信号输出端与所述数据采集接口电性连接，所述振动传感器的信号输出端与所述数据交互接口电性连接。

在本实施例中，所述数据采集接口及数据交互接口均为RS485通讯接口。

所述装置主机内还包括一人机交互组件，所述人机交互组件包括一块显示屏及多个功能按钮，所述显示屏及功能按钮均与所述控制主板电性连接。所述显示屏为液晶显示屏。

多个所述数据接口还包括一个数据反馈接口及多个数据键入接口，所述显示屏的信号输入端与所述数据反馈接口电性连接，所述功能按钮的信号输出端与所述数据键入接口电性连接、且所述功能按钮与所述数据键入接口一一匹配对应。

在装置的使用过程中，所述装置主机的主要功能包括：

1、读取所述转速传感器采集到的电机转速数据。

2、根据电机转速变化判断提升机是否处于静止、加速启动、恒定转速平稳运行、减速停止等过程。

3、根据判断结果控制全部所述振动传感器开始或停止振动数据采集。

4、读取所述振动传感器采集到的振动数据。

5、对振动数据进行振动分析和计算，包括生成振动分析需要的各种图形和振动指标，图形有如各种时域图、幅值谱、功率谱、包络谱、阶次谱等；振动指标有如峰值、峰值指标、峰-峰值、有效值、峭度指标、裕度指标、脉冲指标、波形指标等。

6、在所述显示屏上展示振动分析的结果，即各种图形和振动指标。在展示振动时域波形时，同时展示转速的时域图形，从而更好地为振动分析提供参考。

所述转速传感器固定设置于提升设备内电机主轴的一侧，或者也可以固定设置于其他转动部件如联轴器、转筒轴等附近位置。

所述转速传感器借助航空插头与所述数据采集接口电性连接。所述转速传感器通过modbus RTU通讯协议上传转速数据到所述小型处理器内。

所述振动传感器固定设置于提升设备内旋转部件的外侧，所述振动传感器借助航空插头与所述数据交互接口双向电性连接。所述振动传感器通过modbus RTU通讯协议上传振动数据到所述小型处理器内。

需要说明的是，本实用新型中所述转速传感器及所述振动传感器与所述装置主机间的连接形式可以基于多种通讯协议，只要保证装置主机通过有线或无线通讯接口与转速传感器和振动传感器相连，能够采集转速和振动数据并能控制振动传感器开始或停止数据采集即可。

本实用新型所述的提升设备振动分析装置，能对采集到的转速进行计算，从而判断出提升设备的运行状态。所述提升设备的运行状态包括停止、启动、转速恒定、减速到停止等。同时，本实用新型还能够根据提升设备的运行状态控制振动传感器的数据采集动作，在提升设备进入转速恒定后开始进行振动数据采集，进而保证所有的振动数据都是处于恒定转速的。

以下简述本实用新型的使用过程及处理步骤：

首先将转速传感器和各振动传感器安装在提升设备上的合适部位，所述转速传感器最好安装在电机主轴附近，并将所述转速传感器和所述振动传感器与装置主机相连，随后开机准备进行数据采集工作。

所述转速传感器采集提升设备的电机转速数据并通过modbus RTU实时上传转速数据给小型处理器，所述小型处理器读取电机转速数据。

当电机开始运转时，所述小型处理器读取到的电机转速数据将会大于0并逐渐变大，于是可以判断提升设备开始运转，此时所述小型处理器开始保存电机转速数据，并对转速进行判断处理。

当所述小型处理器判断出电机转速不再增加，可认为电机转速恒定时，通过modbus RT控制所述振动传感器开始采集振动数据。所述振动传感器收到数据采集指令后，开始振动数据采集，并将振动数据通过modbus RTU上传至所述小型处理器。

所述小型处理器读取振动数据并保存，当读取到振动分析需要的数据量时，停止振动数据并通知所述振动传感器停止采集。当所述小型处理器判断电机转速开始下降时，若此时还在读取振动数据，则停止读取振动数据并通知所述振动传感器停止数据采集。

所述小型处理器继续读取并保存电机转速数据，直到电机转速为0。当转速为0时，主机停止电机转速数据保存，至此数据采集工作结束。

最后，振动分析师或用户通过显示屏读取采集的振动数据进行振动分析，在进行时域图形分析时，自动同时展示转速数据图形。展示的图形如图2、图3所示。

本实用新型通过转速传感器来采集提升设备中电机的转速，随后利用主机计算并判断电机转速的变化趋势，从而保证在恒定转速下完成对振动数据的采集，进而确保了振动分析结果的准确性和可靠性。而且，由于本实用新型仅在恒定转速下进行振动数据的采集，因此也大大减少了振动数据的采集量、节约了振动数据的存储空间以及振动传感器的资源和电量消耗。

同时，在本实用新型中，电机转速数据及振动数据可以以图形的形式在振动分析时进行展示，从而有助于振动分析师及用户更为便捷、准确地进行振动分析。

此外，本实用新型在未连接转速传感器时，也可以采集和进行通用旋转设备的振动分析，使用范围广、适用性强。本实用新型也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于同领域内其他与振动分析相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。

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和基本特征的情况下，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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种提升设备振动分析装置，其特征在于：包括用于数据采集的传感组件以及用于数据分析的装置主机，所述传感组件与提升设备固定连接并完成提升设备的数据采集，所述传感组件包括一台转速传感器及至少一台振动传感器，所述转速传感器及所述振动传感器均与所述装置主机信号连接；

所述装置主机内包括一控制主板，所述控制主板上设置有一个小型处理器及多个数据接口，所述小型处理器及多个所述数据接口间电性连接；

多个所述数据接口包括一个数据采集接口及至少一个数据交互接口，所述转速传感器的信号输出端与所述数据采集接口电性连接，所述振动传感器的信号输出端与所述数据交互接口电性连接；

所述转速传感器固定设置于提升设备内电机主轴的一侧，所述转速传感器借助航空插头与所述数据采集接口电性连接；

所述振动传感器固定设置于提升设备内旋转部件的外侧，所述振动传感器借助航空插头与所述数据交互接口双向电性连接。

2.根据权利要求1所述的提升设备振动分析装置，其特征在于：所述控制主板为电脑主板或芯片或嵌入式主板。

3.根据权利要求1所述的提升设备振动分析装置，其特征在于：所述数据采集接口及数据交互接口均为RS485通讯接口。

4.根据权利要求1所述的提升设备振动分析装置，其特征在于：所述装置主机内还包括一人机交互组件，所述人机交互组件包括一块显示屏及多个功能按钮，所述显示屏及功能按钮均与所述控制主板电性连接。

5.根据权利要求4所述的提升设备振动分析装置，其特征在于：多个所述数据接口还包括一个数据反馈接口及多个数据键入接口，所述显示屏的信号输入端与所述数据反馈接口电性连接，所述功能按钮的信号输出端与所述数据键入接口电性连接、且所述功能按钮与所述数据键入接口一一匹配对应。

6.根据权利要求1所述的提升设备振动分析装置，其特征在于：所述转速传感器及所述振动传感器均借助modbusRTU通讯协议与所述小型处理器实现数据交互。

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