CN210136724U - 一种监测设备和装备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于大型复杂装备监测技术领域，提供了一种监测设备和装备，包括：计算机，用于生成数字检测指令和模拟检测指令；数字信号检测单元，用于接收计算机发出的数字检测指令，根据数字检测指令生成并发送数字检测信号，以及采集与数字检测信号对应的至少一路数字响应信号；函数发生电路，用于接收计算机发出的所述模拟检测指令，并根据模拟检测指令生成并发送模拟检测信号；模拟信号接收单元，用于采集与模拟检测信号对应的至少一路模拟响应信号。本申请实施例提供的监测设备，通过数字信号检测单元和函数发生电路，向检测对象发送用于故障监测的激励信号，并接收检测对象发送的对应响应信号，从而实现对检测对象的故障在线监测。

Description

一种监测设备和装备

技术领域

本申请属于大型复杂装备监测技术领域，尤其涉及一种监测设备和装备。

背景技术

对大型移动复杂装备进行实时完整的状态监测，是对其进行快速准确故障诊断和高效维修保障的基础。随着装备技术复杂程度的提高，技术保障工作对先进监测诊断设备的依赖性凸显，多系统在线监测的分布式系统应用越来越广泛。

目前大型移动复杂装备监测系统存在以下问题：一是监测诊断设备数量多，二是操作使用复杂。由于不同的监测设备针对不同故障进行对口监测，具有较强的专用性，软硬件设计各不相同，使得用户很难对各个监测诊断设备进行统一管理。亟待研发一种通用化的监测设备，已兼容各种不同的检测需要。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种监测设备和装备，以解决目前监测诊断设备不能提供通用化的监测服务及操作复杂的问题。

根据第一方面，本申请实施例提供了一种监测设备，包括：计算机，用于生成数字检测指令和模拟检测指令；数字信号检测单元，用于接收所述计算机发出的数字检测指令，根据所述数字检测指令生成并发送数字检测信号，以及采集与所述数字检测信号对应的至少一路数字响应信号；函数发生电路，用于接收所述计算机发出的所述模拟检测指令，并根据所述模拟检测指令生成并发送模拟检测信号；模拟信号接收单元，用于采集与所述模拟检测信号对应的至少一路模拟响应信号；所述计算机还用于接收所述数字信号检测单元采集的数字响应信号，以及所述模拟信号接收单元采集的模拟响应信号，并根据所述数字响应信号和/或所述模拟响应信号对检测对象进行评估；当所述数字信号检测单元同时采集至少两路数字响应信号时，所述至少两路数字响应信号均通过第一采集卡输入所述计算机；当所述模拟信号接收单元同时采集至少两路模拟响应信号时，所述至少两路模拟响应信号均通过第二采集卡输入所述计算机。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述数字信号检测单元包括数字调理处理电路、开关调理处理电路和数字I/O电路；所述数字I/O电路用于接收所述计算机发出的数字检测指令，并将所述数字检测指令发送至所述数字调理处理电路或所述开关调理处理电路；所述数字调理处理电路用于在接收所述数字I/O电路发送的数字检测指令时，根据所述数字检测指令生成对应的检测数据串；所述检测数据串用于对所述检测对象进行故障检测；所述开关调理处理电路用于在接收所述数字I/O电路发送的数字检测指令时，根据所述数字检测指令生成对应的开关信号；所述开关信号用于对所述检测对象进行故障检测；所述数字I/O电路还用于接收所述数字调理处理电路采集的与所述检测数据串对应的响应数据串，或所述开关调理处理电路采集的与所述开关信号对应的开关响应信号，并将所述响应数据串或所述开关响应信号发送至所述计算机；所述响应数据串为所述检测对象发送的与所述检测数据串对应的数字响应信号；所述开关响应信号为所述检测对象发送的与所述开关信号对应的数字响应信号；当所述数字I/O电路同时读取的响应数据串和/或开关响应信号的数量大于或等于两路时，所述响应数据串和/或开关响应信号均通过所述第一采集卡输入所述计算机。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述数字I/O电路包括第一采集卡、至少两个锁存器和至少一个译码器；所述锁存器用于接收所述数字调理处理电路发送的与所述检测数据串对应的响应数据串，或所述开关调理处理电路发送的与所述开关信号对应的开关响应信号；所述译码器用于接收所述计算机发出的第一选通指令，并根据所述第一选通指令启动对应的所述锁存器；当所述锁存器在所述译码器的控制下启动时，启动的所述锁存器通过所述第一采集卡向所述计算机发送所述响应数据串和/或所述开关响应信号。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，在所述数字I/O电路中，所述译码器的数量为

N为所述数字I/O电路中锁存器的数量。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述数字调理处理电路包括至少一个第一光电耦合器，所述第一光电耦合器用于将所述响应数据串转换为对应的TTL电平，并将所述响应数据串对应的TTL电平发送至所述锁存器。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述开关调理处理电路包括至少一个第二光电耦合器，所述第二光电耦合器用于将所述开关响应信号转换为对应的TTL电平，并将所述开关响应信号对应的TTL电平发送至所述锁存器。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述模拟信号接收单元包括直流信号接收单元、交流信号接收单元和A/D电路；所述直流信号接收单元用于接收与所述模拟检测信号对应的直流响应信号；所述交流信号接收单元用于接收与所述模拟检测信号对应的交流响应信号；所述A/D电路用于将所述直流信号接收单元输出的直流响应信号，或所述交流信号接收单元输出的交流响应信号，转换为对应的数字信号，并将所述直流响应信号或所述交流响应信号对应的数字信号通过所述第二采集卡传输至所述计算机；当所述A/D电路同时读取的直流响应信号和/或交流响应信号的数量大于或等于两路时，所述直流响应信号和/或交流响应信号分时段通过所述A/D电路和所述第二采集卡输入所述计算机。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述直流信号接收单元包括：第一选择开关、第一跟随器、第一隔离放大器和至少一路第一分压电路；所述第一分压电路用于采集所述直流响应信号；所述第一选择开关用于接收所述计算机发出的第二选通指令，并根据所述第二选通指令选通对应的第一分压电路；当所述第一分压电路在所述第一选择开关的控制下选通时，选通的第一分压电路依次通过所述第一跟随器和所述第一隔离放大器向所述A/D电路发送所述直流响应信号。

结合第一方面，在本申请的一些实施例中，所述交流信号接收单元包括：第二选择开关、第二跟随器、有效值电路、第二隔离放大器和至少一路第二分压电路；所述第二分压电路用于采集所述交流响应信号；所述第二选择开关用于接收所述计算机发出的第三选通指令，并根据所述第三选通指令选通对应的第二分压电路；当所述第二分压电路在所述第二选择开关的控制下选通时，选通的第二分压电路依次通过所述第二跟随器、所述有效值电路和所述第二隔离放大器向所述A/D电路发送所述交流响应信号。

根据第二方面，本申请实施例提供了一种装备，所述装备包括如第一方面或第一方面任一实施方式所述的监测设备。

本申请实施例提供的监测设备，通过数字信号检测单元和函数发生电路，向检测对象发送用于故障监测的激励信号，并通过数字信号检测单元和模拟信号接收单元接收检测对象发送的对应响应信号，从而实现对检测对象的故障在线监测。由于本申请实施例提供的监测设备能够根据不同故障的监测需要，向检测对象输出差异化的激励信号，从而实现了多种故障监测的通用化设计。此外，本申请实施例提供的监测设备能够完全依靠计算机实现自动监测，减少了故障监测中的人工操作，解决了现有监测诊断设备存在的操作复杂的问题。

为了优化监测设备的设计成本，在本申请实施例提供的监测设备中，分别采用两个采集卡实现了多路数字信号和多路模拟信号的采集，改变了现有监测设备在进行多路信号采集时需要同时设置多个采集卡的情况，降低了监测设备的设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的监测设备的系统结构示意图；

图2是本申请实施例提供的监测设备中数字信号检测单元的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的数字信号检测单元中数字I/O电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的监测设备中模拟信号接收单元的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的装备的系统结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本申请实施例提供了一种监测设备，如图1所示，该监测设备600可以包括：计算机100、数字信号检测单元200、函数发生电路300和模拟信号接收单元400。

其中，计算机100用于生成数字检测指令和模拟检测指令.

数字信号检测单元200用于接收所述计算机100发出的数字检测指令，根据所述数字检测指令生成并发送数字检测信号，以及接收与所述数字检测信号对应的数字响应信号。

函数发生电路300用于接收所述计算机100发出的所述模拟检测指令，并根据所述模拟检测指令生成并发送模拟检测信号。

模拟信号接收单元400用于接收与所述模拟检测信号对应的模拟响应信号。

所述计算机100还用于接收所述数字信号检测单元200采集的数字响应信号，以及所述模拟信号接收单元400采集的模拟响应信号，并根据所述数字响应信号和/或所述模拟响应信号对检测对象500进行评估。

具体的，计算机100可以控制数字信号检测单元200向检测对象500发送作为激励信号的数字检测信号，并接收检测对象500对数字检测信号做出的响应信号，即数字响应信号。或者，计算机100可以控制函数发生电路300向检测对象500发送作为激励信号的模拟检测信号，并通过模拟信号接收单元400 接收检测对象500对模拟检测信号做出的响应信号，即模拟响应信号。计算机 100还可以根据其下发的数字检测指令和模拟检测指令，生成对应的理想响应信号，并将数字响应信号和/或模拟响应信号分别与对应的理想响应信号进行对比，从而对检测对象500做出故障评估。

在进行响应信号采集时，当数字信号检测单元200同时读取至少两路数字响应信号时，至少两路数字响应信号均通过第一采集卡输入计算机100；当模拟信号接收单元400同时读取至少两路模拟响应信号时，至少两路模拟响应信号均通过第二采集卡输入计算机100。

在一具体实施方式中，如图2所示，数字信号检测单元200可以包括数字调理处理电路201、开关调理处理电路202和数字I/O电路203。

其中，所述数字I/O电路203用于接收所述计算机100发出的数字检测指令，并将所述数字检测指令发送至所述数字调理处理电路201或所述开关调理处理电路202。

所述数字调理处理电路201用于在接收所述数字I/O电路203发送的数字检测指令时，根据所述数字检测指令生成对应的检测数据串。检测数据串属于数字检测信号的一种，用于对检测对象进行故障检测。

所述开关调理处理电路202用于在接收所述数字I/O电路203发送的数字检测指令时，根据所述数字检测指令生成对应的开关信号。开关信号也属于数字检测信号的一种，用于对检测对象进行故障检测。一般，开关信号为0或1 的一位二值信号。

所述数字I/O电路203还用于接收所述数字调理处理电路201发送的与所述检测数据串对应的响应数据串，或所述开关调理处理电路202发送的与所述开关信号对应的开关响应信号，并将所述响应数据串和所述开关响应信号发送至所述计算机100。

具体的，响应数据串属于数字响应信号的一种，是检测对象对检测数据串做出的响应，由检测对象生成。开关响应信号也属于数字响应信号的一种，是检测对象对开关信号做出的响应，由检测对象生成。

当所述数字I/O电路203同时读取的响应数据串和/或开关响应信号的数量大于或等于两路时，所述响应数据串和/或开关响应信号均通过第一采集卡输入所述计算机100。具体的，数字I/O电路203可以同时读取两路以上的响应数据串，并通过第一采集卡将各个响应数据串输入计算机100；数字I/O电路203 还可以同时读取两路以上的开关响应信号，并通过第一采集卡将各个开关响应信号输入计算机100；或者，数字I/O电路203还可以同时读取包含响应数据串和开关响应信号的多路数字响应信号，并通过第一采集卡将各路数字响应信号输入计算机100。

在实际应用中，如图3所示，数字I/O电路203可以包括第一采集卡、至少两个锁存器和至少一个译码器。

其中，锁存器用于接收所述数字调理处理电路201发送的与所述检测数据串对应的响应数据串，或所述开关调理处理电路202发送的与所述开关信号对应的开关响应信号。

译码器用于接收计算机100发出的第一选通指令，并根据所述第一选通指令启动对应的锁存器。当锁存器在译码器的控制下启动时，启动的锁存器通过第一采集卡向计算机100发送响应数据串和/或开关响应信号。

具体的，可以在数字I/O电路203中选用74LS138型译码器，以及74LS573 型锁存器。可以根据数字I/O电路203中锁存器的数量计算对应的译码器的数量，例如，可以通过

计算译码器的数量。其中，N为数字I/O电路203中锁存器的数量，符号

表示向上取整。

在数字调理处理电路201中，可以设置至少两个第一光电耦合器，所述第一光电耦合器用于将所述响应数据串转换为对应的TTL电平，并将所述响应数据串对应的TTL电平发送至所述锁存器。第一光电耦合器的数量可以设置为需要采集的响应数据串的数量，即每路响应数据串均对应一个第一光电耦合器。第一光电耦合器的主要作用是实现信号隔离。通过第一光电耦合器将计算机 100与检测对象500进行信号隔离，从而避免影响检测对象500的正常工作。在实际应用中，可以选用TLP521-4型光电耦合器作为数字调理处理电路201 中的第一光电耦合器。

在开关调理处理电路202中，可以设置至少一个第二光电耦合器，所述第二光电耦合器用于将所述开关响应信号转换为对应的TTL电平，并将所述开关响应信号对应的TTL电平发送至所述锁存器。第二光电耦合器的数量可以设置为需要采集的开关响应信号的数量，即每路开关响应信号均对应一个第二光电耦合器。第二光电耦合器的主要作用也是实现信号隔离。在实际应用中，可以选用4N35型光电耦合器作为开关调理处理电路202中的第二光电耦合器。

在一具体实施方式中，如图4所示，模拟信号接收单元400可以包括直流信号接收单元401、交流信号接收单元402和A/D电路403。

其中，所述直流信号接收单元401用于接收与所述模拟检测信号对应的直流响应信号。

所述交流信号接收单元402用于接收与所述模拟检测信号对应的交流响应信号.

所述A/D电路403用于将所述直流信号接收单元401输出的直流响应信号，或所述交流信号接收单元402输出的交流响应信号，转换为对应的数字信号，并将所述直流响应信号或所述交流响应信号对应的数字信号通过第二采集卡传输至所述计算机100。

当所述A/D电路403同时读取的直流响应信号和/或交流响应信号的数量大于或等于两路时，所述直流响应信号和/或交流响应信号分时段通过所述A/D电路403和第二采集卡输入所述计算机100。

具体的，如图4所示，所述直流信号接收单元401可以包括第一选择开关、第一跟随器、第一隔离放大器和至少一路第一分压电路。

第一分压电路用于采集所述直流响应信号，可以根据需要采集的直流响应信号的数量，对应设置第一分压电路的数据，即为每一路直流响应信号均设置一路对应的第一分压电路。

第一选择开关用于接收计算机100发出的第二选通指令，并根据第二选通指令选通对应的第一分压电路。当第一分压电路在第一选择开关的控制下选通时，选通的第一分压电路依次通过第一跟随器和第一隔离放大器向A/D电路 403发送直流响应信号。

具体的，如图4所示，交流信号接收单元402可以包括第二选择开关、第二跟随器、有效值电路、第二隔离放大器和至少一路第二分压电路。

第二分压电路用于采集所述交流响应信号，可以根据需要采集的交流响应信号的数量，对应设置第二分压电路的数据，即为每一路交流响应信号均设置一路对应的第二分压电路。

所述第二选择开关用于接收所述计算机100发出的第三选通指令，并根据所述第三选通指令选通对应的第二分压电路。当第二分压电路在所述第二选择开关的控制下选通时，选通的第二分压电路依次通过第二跟随器、有效值电路和第二隔离放大器向A/D电路403发送交流响应信号。

本申请实施例提供的监测设备，通过数字信号检测单元和函数发生电路，向检测对象发送用于故障监测的激励信号，并通过数字信号检测单元和模拟信号接收单元接收检测对象发送的对应响应信号，从而实现对检测对象的故障在线监测。由于本申请实施例提供的监测设备能够根据不同故障的监测需要，向检测对象输出差异化的激励信号，从而实现了多种故障监测的通用化设计。此外，本申请实施例提供的监测设备能够完全依靠计算机实现自动监测，减少了故障监测中的人工操作，解决了现有监测诊断设备存在的操作复杂的问题。

为了优化监测设备的设计成本，在本申请实施例提供的监测设备中，分别采用两个采集卡实现了多路数字信号和多路模拟信号的采集，改变了现有监测设备在进行多路信号采集时需要同时设置多个采集卡的情况，降低了监测设备的设计成本。

本申请实施例还提供了一种装备，如图5所示，该装备700可以包括如图 1所示的监测设备600。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种监测设备，其特征在于，包括：

计算机，用于生成数字检测指令和模拟检测指令；

数字信号检测单元，用于接收所述计算机发出的数字检测指令，根据所述数字检测指令生成并发送数字检测信号，以及采集与所述数字检测信号对应的至少一路数字响应信号；

函数发生电路，用于接收所述计算机发出的所述模拟检测指令，并根据所述模拟检测指令生成并发送模拟检测信号；

模拟信号接收单元，用于采集与所述模拟检测信号对应的至少一路模拟响应信号；

所述计算机还用于接收所述数字信号检测单元采集的数字响应信号，以及所述模拟信号接收单元采集的模拟响应信号，并根据所述数字响应信号和/或所述模拟响应信号对检测对象进行评估；

当所述数字信号检测单元同时采集至少两路数字响应信号时，所述至少两路数字响应信号均通过第一采集卡输入所述计算机；

当所述模拟信号接收单元同时采集至少两路模拟响应信号时，所述至少两路模拟响应信号均通过第二采集卡输入所述计算机。

2.如权利要求1所述的监测设备，其特征在于，所述数字信号检测单元包括数字调理处理电路、开关调理处理电路和数字I/O电路；

所述数字I/O电路用于接收所述计算机发出的数字检测指令，并将所述数字检测指令发送至所述数字调理处理电路或所述开关调理处理电路；

所述数字调理处理电路用于在接收所述数字I/O电路发送的数字检测指令时，根据所述数字检测指令生成对应的检测数据串；所述检测数据串用于对所述检测对象进行故障检测；

所述开关调理处理电路用于在接收所述数字I/O电路发送的数字检测指令时，根据所述数字检测指令生成对应的开关信号；所述开关信号用于对所述检测对象进行故障检测；

所述数字I/O电路还用于接收所述数字调理处理电路采集的与所述检测数据串对应的响应数据串，或所述开关调理处理电路采集的与所述开关信号对应的开关响应信号，并将所述响应数据串或所述开关响应信号发送至所述计算机；所述响应数据串为所述检测对象发送的与所述检测数据串对应的数字响应信号；所述开关响应信号为所述检测对象发送的与所述开关信号对应的数字响应信号；

当所述数字I/O电路同时读取的响应数据串和/或开关响应信号的数量大于或等于两路时，所述响应数据串和/或开关响应信号均通过所述第一采集卡输入所述计算机。

3.如权利要求2所述的监测设备，其特征在于，所述数字I/O电路包括第一采集卡、至少两个锁存器和至少一个译码器；

所述锁存器用于接收所述数字调理处理电路发送的与所述检测数据串对应的响应数据串，或所述开关调理处理电路发送的与所述开关信号对应的开关响应信号；

所述译码器用于接收所述计算机发出的第一选通指令，并根据所述第一选通指令启动对应的所述锁存器；

当所述锁存器在所述译码器的控制下启动时，启动的所述锁存器通过所述第一采集卡向所述计算机发送所述响应数据串和/或所述开关响应信号。

4.如权利要求3所述的监测设备，其特征在于，在所述数字I/O电路中，所述译码器的数量为N为所述数字I/O电路中锁存器的数量。

5.如权利要求4所述的监测设备，其特征在于，所述数字调理处理电路包括至少一个第一光电耦合器，所述第一光电耦合器用于将所述响应数据串转换为对应的TTL电平，并将所述响应数据串对应的TTL电平发送至所述锁存器。

6.如权利要求4所述的监测设备，其特征在于，所述开关调理处理电路包括至少一个第二光电耦合器，所述第二光电耦合器用于将所述开关响应信号转换为对应的TTL电平，并将所述开关响应信号对应的TTL电平发送至所述锁存器。

7.如权利要求1所述的监测设备，其特征在于，所述模拟信号接收单元包括直流信号接收单元、交流信号接收单元和A/D电路；

所述直流信号接收单元用于接收与所述模拟检测信号对应的直流响应信号；

所述交流信号接收单元用于接收与所述模拟检测信号对应的交流响应信号；

所述A/D电路用于将所述直流信号接收单元输出的直流响应信号，或所述交流信号接收单元输出的交流响应信号，转换为对应的数字信号，并将所述直流响应信号或所述交流响应信号对应的数字信号通过第二采集卡传输至所述计算机；

当所述A/D电路同时读取的直流响应信号和/或交流响应信号的数量大于或等于两路时，所述直流响应信号和/或交流响应信号分时段通过所述A/D电路和所述第二采集卡输入所述计算机。

8.如权利要求7所述的监测设备，其特征在于，所述直流信号接收单元包括：第一选择开关、第一跟随器、第一隔离放大器和至少一路第一分压电路；

所述第一分压电路用于采集所述直流响应信号；

所述第一选择开关用于接收所述计算机发出的第二选通指令，并根据所述第二选通指令选通对应的第一分压电路；

当所述第一分压电路在所述第一选择开关的控制下选通时，选通的第一分压电路依次通过所述第一跟随器和所述第一隔离放大器向所述A/D电路发送所述直流响应信号。

9.如权利要求7所述的监测设备，其特征在于，所述交流信号接收单元包括：第二选择开关、第二跟随器、有效值电路、第二隔离放大器和至少一路第二分压电路；

所述第二分压电路用于采集所述交流响应信号；

所述第二选择开关用于接收所述计算机发出的第三选通指令，并根据所述第三选通指令选通对应的第二分压电路；

当所述第二分压电路在所述第二选择开关的控制下选通时，选通的第二分压电路依次通过所述第二跟随器、所述有效值电路和所述第二隔离放大器向所述A/D电路发送所述交流响应信号。

10.一种装备，其特征在于，所述装备包括如权利要求1至9任一项所述监测设备。

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