CN210893413U - 一种集成度高的无线振动传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成度高的无线振动传感器，其包括三轴加速度传感器、换算电路模块、采集电路模块、与所述采集电路模块电气连接的单片机、为所述单片机供电的电池模块、与所述单片机连接的无线通讯模块，所述三轴加速度传感器通过第一切换开关组控制其中一路数据输出至所述换算电路模块，所述换算电路模块通过第二切换开关组控制其中一路换算结果输出至所述采集电路模块。本实用新型将加速度、速度以及位移数据采集集成在一起输入与输出，集成度高，且可远程采集。

Description

一种集成度高的无线振动传感器

【技术领域】

本实用新型属于数据采集装置技术领域，特别是涉及一种集成度高的无线振动传感器，用于旋转设备的振动测量，发现设备故障趋势。

【背景技术】

微机电传感器和传统传感器相比，体积和功耗等方面都有不小的优势，已得到广泛的应用。传统的振动传感器分为加速度、速度、位移。加速度传感器常见的是利用压电效应制成，速度传感器常见的是用电磁感应原理制成，位移传感器则类似于测距传感器，而且一个传感器只能测量一个轴的数据，某些类型还存在机械寿命问题。目前市场上的振动传感器主要问题是采集量单一，体积较大，或需要变送器才能工作，不适合布线不方便的场合。

因此，需要提供一种新的集成度高的无线振动传感器来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种集成度高的无线振动传感器，将加速度、速度以及位移数据采集集成在一起输入与输出，集成度高，且可远程采集。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种集成度高的无线振动传感器，其包括三轴加速度传感器、换算电路模块、采集电路模块、与所述采集电路模块电气连接的单片机、为所述单片机供电的电池模块、与所述单片机连接的无线通讯模块，所述三轴加速度传感器通过第一切换开关组控制其中一路数据输出至所述换算电路模块，所述换算电路模块通过第二切换开关组控制其中一路换算结果输出至所述采集电路模块。

进一步的，所述换算电路模块包括串联设置的加速度换算运放、第一积分电路以及第二积分电路，所述加速度换算运放输出加速度采集信号，所述第一积分电路输出速度采集信号，所述第二积分电路输出位移采集信号。

进一步的，所述三轴加速度传感器包括X、Y、Z三路信号输出，所述第一切换开关组包括分别设置在所述X、Y、Z三路信号输出线路上的切换开关。

进一步的，所述第二切换开关组包括分别设置在加速度采集信号输出、速度采集信号输出以及位移采集信号输出线路上的切换开关。

进一步的，所述三轴加速度传感器输出的交流信号经过一带通滤波器处理后进入所述换算电路模块。

进一步的，所述采集电路模块包括一整流滤波器与一模数转换器，所述换算电路模块的输出结果由所述第二切换开关组控制输出，然后经过所述整流滤波器整流过滤后，再经所述模数转换器处理后传输至所述单片机。

进一步的，所述无线通讯模块包括无线发射器和无线接收器。

进一步的，还包括与所述单片机信号连接的且检测电池模块电压的电压检测模块、温度检测模块。

进一步的，所述单片机具有低功耗休眠模式，并通过所述无线通讯模块定时检测载波控制其是工作还是继续休眠。

与现有技术相比，本实用新型一种集成度高的无线振动传感器的有益效果在于：使用低功耗设计与微机电传感器，集成度高，现场安装方便，可远程采集。提高了生产效率，并且输出精度高，稳定可靠。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例的框架原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电路连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例休眠模式的控制流程示意图。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图3，本实施例为集成度高的无线振动传感器，其包括三轴加速度传感器、换算电路模块、采集电路模块、与采集电路模块电气连接的单片机、为单片机供电的电池模块、与单片机连接的无线通讯模块，三轴加速度传感器通过第一切换开关组控制其中一路数据输出至换算电路模块，换算电路模块通过第二切换开关组控制其中一路换算结果输出至采集电路模块。

所述换算电路模块包括串联设置的加速度换算运放、第一积分电路以及第二积分电路，加速度换算运放直接输出加速度采集信号，第一积分电路输出速度采集信号，第二积分电路输出位移采集信号。

三轴加速度传感器包括X、Y、Z三路信号输出，所述第一切换开关组包括分别设置在X、Y、Z三路信号输出线路上的切换开关。

第二切换开关组包括分别设置在加速度采集信号输出、速度采集信号输出以及位移采集信号输出线路上的切换开关。

三轴加速度传感器输出的三轴加速度信号为交流信号，经过一带通滤波器处理后进入换算电路模块。

采集电路模块包括一整流滤波器与一模数转换器，换算电路模块的输出结果由第二切换开关组控制输出，然后经过整流滤波器整流过滤后，再经模数转换器处理后传输至单片机。

所述无线通讯模块包括无线发射器和无线接收器。单片机通过总线SPI与无线通讯模块连接。单片机将所有数据打包后，通过无线通讯模块发射，接收端接收后可进行存储和显示。

本实施例集成度高的无线振动传感器还包括与单片机信号连接的且检测电池模块电压的电压检测模块、与温度检测模块。所述电压检测模块用于监测电量。温度检测模块为温度传感器。

本实施例集成度高的无线振动传感器在不工作时处于低功耗休眠模式，以节省电能，定时唤醒监听接收机的载波，如果没有则不采集，重新进入休眠模式；如果检测到载波，则退出休眠模式进入工作流程。

本实施例三轴加速度传感器为微机电芯片。微机电加速度传感器具有以下优点：1)可以将敏感元件集成与体积很小的芯片中，一个芯片可以输出三个轴数据，与处理电路集成后，可以输出多种数据；2)功耗低，适用于电池供电的低功耗系统中；3)微机电传感器无需复杂的转换电路，有助于简化外围电路结构。

本实施例集成度高的无线振动传感器采用先进的微机电传感器和高密度处理电路，体积小，无需外接电源，可一次采集多个数据，采集效率高，精度高。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种集成度高的无线振动传感器，其特征在于：其包括三轴加速度传感器、换算电路模块、采集电路模块、与所述采集电路模块电气连接的单片机、为所述单片机供电的电池模块、与所述单片机连接的无线通讯模块，所述三轴加速度传感器通过第一切换开关组控制其中一路数据输出至所述换算电路模块，所述换算电路模块通过第二切换开关组控制其中一路换算结果输出至所述采集电路模块。

2.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述换算电路模块包括串联设置的加速度换算运放、第一积分电路以及第二积分电路，所述加速度换算运放输出加速度采集信号，所述第一积分电路输出速度采集信号，所述第二积分电路输出位移采集信号。

3.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述三轴加速度传感器包括X、Y、Z三路信号输出，所述第一切换开关组包括分别设置在所述X、Y、Z三路信号输出线路上的切换开关。

4.如权利要求2所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述第二切换开关组包括分别设置在加速度采集信号输出、速度采集信号输出以及位移采集信号输出线路上的切换开关。

5.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述三轴加速度传感器输出的交流信号经过一带通滤波器处理后进入所述换算电路模块。

6.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述采集电路模块包括一整流滤波器与一模数转换器，所述换算电路模块的输出结果由所述第二切换开关组控制输出，然后经过所述整流滤波器整流过滤后，再经所述模数转换器处理后传输至所述单片机。

7.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述无线通讯模块包括无线发射器和无线接收器。

8.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：还包括与所述单片机信号连接的且检测电池模块电压的电压检测模块、温度检测模块。

9.如权利要求1所述的集成度高的无线振动传感器，其特征在于：所述单片机具有低功耗休眠模式，并通过所述无线通讯模块定时检测载波控制其是工作还是继续休眠。

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