CN213601098U - 一种故障诊断装置 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种故障诊断装置，涉及流量计故障诊断技术领域，为在诊断机械式流量计是否故障的过程中，便于降低对下游用户的正常生产、生活的影响而发明。所述故障诊断装置，包括：金属接近传感器、模‑数转换模块和工业计算机；其中，所述金属接近传感器与所述模‑数转换模块的输入端相连，所述模‑数转换模块的输出端与所述工业计算机相连；所述模‑数转换模块和所述工业计算机分别与电源转换模块相连。本申请适用于对机械式流量计进行故障诊断。

Description

一种故障诊断装置

技术领域

本申请涉及流量计故障诊断技术领域，尤其涉及一种故障诊断装置。

背景技术

机械式流量计能够对管道中的流体介质进行流量测量，由于其具有计量精度高、安装管道条件对计量精度没有影响、范围度宽等优点，被广泛应用于工商业贸易计量和标准校核领域。机械计量组件为机械式流量计的核心部件，然而，由于流体介质清洁度差、不规范操作、未定时维护和出厂缺陷等问题导致机械计量组件损坏，如未及时发现将导致计量的不准确。

目前一般是采用现场巡检的方式进行观察机械式流量计的数据和状态进行判断，如当前的温度、压力、流量等和参考数据对比诊断，如发现偏差较大，则需要对机械式流量计进行拆卸，以进一步诊断，而拆卸流量计，需要停止对下游用户供应所需的流体，影响下游用户正常的生产、生活。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种故障诊断装置，在诊断机械式流量计是否故障的过程中，便于降低对下游用户的正常生产、生活的影响。

本申请实施例提供一种故障诊断装置，应用于机械式流量计，包括：金属接近传感器、模-数转换模块和工业计算机；其中，所述金属接近传感器与所述模-数转换模块的输入端相连，所述模-数转换模块的输出端与所述工业计算机相连；所述模-数转换模块和所述工业计算机分别与电源转换模块相连。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，还包括：壳体，所述壳体的材料为金属材料；所述模-数转换模块、所述工业计算机和所述电源转换模块设于所述壳体内；所述金属接近传感器设于所述壳体外。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，还包括：安装座，所述安装座设于所述壳体内，所述模-数转换模块和所述电源转换模块卡设于所述安装座上。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述安装座上设有凸起，所述模-数转换模块上设有卡槽，所述电源转换模块设有卡槽；所述模-数转换模块上的卡槽和所述电源转换模块的卡槽分别卡设于所述凸起上。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述安装座为DIN导轨，所述模-数转换模块上设有与所述DIN导轨适配的卡槽，所述电源转换模块上设有与所述DIN导轨适配的卡槽，所述模-数转换模块上的卡槽和所述电源转换模块上的卡槽分别卡设于所述DIN导轨上。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，在所述壳体的侧壁上，穿设有第一防水接头；在所述第一防水接头中，穿设有所述模-数转换模块与所述金属接近传感器的连接线；和/或，在所述壳体的侧壁上，穿设有第二防水接头；在所述第二防水接头中，穿设有一端与所述工业计算机的输出端相连、另一端用于与外部处理装置相连的电缆线；和/或，在所述壳体的侧壁上，穿设有第三防水接头；在所述第三防水接头中，穿设有一端与所述电源转换模块的一端相连、另一端用于与220V交流电相连的连接线。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，还包括：数字信号预处理模块，所述数字信号预处理模块的输入端与所述模-数转换模块的输出端相连，所述数字信号预处理模块的输出端与所述工业计算机相连。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述数字信号预处理模块的输入端通过转接印制板与所述模-数转换模块的输出端相连。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述模-数转换模块，包括模-数转换模块本体和隔离部件，所述隔离部件的输入端与所述金属接近传感器相连，所述隔离部件的输出端与所述模-数转换模块本体的输入端相连，所述模-数转换模块本体与所述工业计算机相连；所述模-数转换模块本体与所述电源转换模块相连。

根据本申请实施例的一种具体实施方式，所述机械式流量计为涡流流量计。

本申请提供的一种故障诊断装置，通过将金属接近传感器与模-数转换模块的输入端相连，模-数转换模块的输出端与工业计算机相连，模-数转换模块和工业计算机分别与电源转换模块相连，这样，金属接近传感器采集机械式流量计工作时的模拟信号，该模拟信号输入到模-数转换模块，通过模-数转换模块可转换为数字信号，再将数字信号输入到工业计算机中，工业计算机对数据进行处理，进一步地，可对数据进行分析，以确定被测的机械式流量计是否出现故障，本实施例的故障诊断装置的应用，在诊断机械式流量计是否故障的过程中，不需要停止对下游用户供应所需的流体，这样，便于降低对下游用户的正常生产、生活的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一实施例提供的故障诊断装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请一实施例提供的故障诊断装置的结构示意图，参见图1所示，本实施例的故障诊断装置，可以包括：金属接近传感器、模-数转换模块1和工业计算机2；其中，金属接近传感器与模-数转换模块1的输入端相连，模-数转换模块1的输出端与工业计算机2相连；模-数转换模块1和工业计算机2分别与电源转换模块3相连。

机械式流量计可对流体流量进行计量，在一些例子中，机械式流量计可为涡流流量计，在另一些例子中，机械式流量计可为腰轮流量计。在又一些例子中，机械式流量计可为椭圆齿轮流量计。

金属接近传感器可分为利用电磁感应高频振荡型、使用磁铁磁力型和利用电容变化电容型。接近传感器可以不与目标物实际接触情况下检测靠近传感器金属目标物。以电容式接近传感器为例，说明金属接近传感器1的组成及工作原理，电容式接近传感器可由高频振荡器和放大器等组成，由传感器检测面与外界构成一个电容器，参与振荡回路工作，起始处于振荡状态。当物体接近传感器检测面对，回路电容量发生变化，使高频振荡器振荡。振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器转化成二进制开关信号。

金属接近传感器，可以不与目标物实际接触情况下检测靠近传感器金属目标物；检测距离随目标物金属种类不同而不同，振幅变化程度也随目标物金属种类不同而不同。

模-数转换模块1，用于将模拟信号转换为数字信号。

为了减少输入信号对输出信号的影响，在一些例子中，模-数转换模块1，包括模-数转换模块本体和隔离部件，隔离部件的输入端与金属接近传感器相连，隔离部件的输出端与模-数转换模块本体的输入端相连，模-数转换模块本体与工业计算机相连；模-数转换模块本体与电源转换模块相连。

隔离部件可为变压器、光耦合器、隔离放大器等。

在模-数转换模块本体和金属接近传感器之间设有隔离部件，能够使模-数转换模块本体输出的数字信号与金属接近传感器输入的模拟信号进行隔离，避免金属接近传感器输入的模拟信号对数字信号的影响。

此外，可通过限制模-数转换模块1的电流和电压，以限制壳体外的危险能量进入壳体内，从而达到防爆效果。

工业计算机2，可称为微型工业计算机，可应用于工业界，被用作各种工业和消费设备的控制系统，其基本性能及相容性与商用电脑相差无几，但工业计算机2更多的是注重在不同环境下的稳定性。工业计算机2具有数据处理功能。

电源转换模块3，可用于电源电压的转换，并且可为本实施例的故障诊断装置中的其它用电部件提供电源。

本实施例的故障诊断装置的使用：将金属接近传感器放置于距机械式流量计预定距离处，当机械式流量计的计量机构(通常为金属制成)旋转时，不断地有金属部件靠近、之后再远离金属接近传感器，这样，通过金属接近传感器即可得到表征计量机构状态的数据，该数据为模拟信号，输入到模-数转换模块1，通过模-数转换模块1可转换为数字信号，输入到工业计算机2中，从而，对数据进行处理，进一步地，可对数据进行分析，以确定被测的机械式流量计是否出现故障。

为方便说明及理解，以涡流流量计为例对计量机构状态及对应的数据形式进行说明，例如涡轮具有12个叶片，当12个叶片完好、当涡流转一周时，那么通过金属接近传感器采集到的模拟数据可为12个周期、且各个周期分布较为均匀的模拟数据，当12个叶片中的一个叶片损坏，那么当涡流转一周时，通过金属接近传感器采集到的模拟数据就不是完整的12个周期，当损坏的叶片靠近金属接近传感器时，不会使金属接近传感器中的高频振荡器振荡震荡，该周期的模拟数据与其它周期对应的模拟数据不同。

本实施例，将金属接近传感器与模-数转换模块的输入端相连，模-数转换模块的输出端与工业计算机相连，模-数转换模块和工业计算机分别与电源转换模块相连，这样，金属接近传感器采集机械式流量计工作时的模拟信号，该模拟信号输入到模-数转换模块，通过模-数转换模块可转换为数字信号，再将数字信号输入到工业计算机中，工业计算机对数据进行处理，进一步地，可对数据进行分析，以确定被测的机械式流量计是否出现故障，本实施例的故障诊断装置的应用，在诊断机械式流量计是否故障的过程中，不需要将机械式流量计从管道上拆卸下来，这样，在诊断机械式流量计是否故障的过程中，可继续对下游用户供应所需的流体，这样，便于降低对下游用户的正常生产、生活的影响，此外，能够节约资源、降低诊断成本以及提高诊断效率。

本申请又一实施例，与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的故障诊断装置，还包括：壳体4，壳体4的材料为金属材料，模-数转换模块1、工业计算机2和电源转换模块3设于壳体内，金属接近传感器设于壳体4外。

工业计算机2通过螺钉固定在壳体4内。

壳体4可用黄铜、不锈钢，铝、铝镁合金等金属材料通过机加工工艺制成。金属材料对外部干扰信号具有屏蔽作用。

壳体4可为封闭结构，这样，可提高屏蔽效果。

金属接近传感器设于壳体外，可方便采集机械式流量计工作时的模拟信号，且模-数转换模块1、工业计算机2和电源转换模块3设于壳体4内，这样，由于壳体4的材料为金属材料，具有屏蔽作用，且将模一数转换模块1、工业计算机2和电源转换模块3设于壳体内，这样，减少模-数转换模块1、工业计算机2和电源转换模块3受到外部信号的干扰，便于提高对采集到的模拟信号转换、处理的准确性。

本申请又一实施例，与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的故障诊断装置，还包括：安装座5，安装座5设于壳体内，模-数转换模块和电源转换模块卡设于安装座上。

安装座5可作为独立于壳体1外的的部件进行生产，可通过如螺钉等紧固件将安装座5与壳体1连接，也可通过焊接工艺将安装座5与壳体1连接。

安装座5与壳体1也可通过机械加工一体化制造而成。

安装座5可与壳体1的材料相同，也可不同。

安装座5可由金属材料制成，比如可用黄铜、不锈钢，铝、铝镁合金等金属材料通过机加工工艺制成，也可通过非金属材料制成。

本实施例的故障诊断装置，通过将安装座设于壳体内，模-数转换模块和电源转换模块可直接卡设于安装座上，无需通过螺钉等方式将模-数转换模块和电源转换模块固定在壳体上，这样，可方便地通过安装座将模-数转换模块和电源转换模块固定在壳体上，进一步地，可简化本实施例的故障诊断装置的加工制造流程，提高生产率、节约成本。

模-数转换模块和电源转换模块卡设于安装座上的具体实现方式很多，为了使结构简单且便于制造，在一些例子中，安装座上设有凸起，模-数转换模块上设有卡槽，电源转换模块设有卡槽；模-数转换模块上的卡槽和电源转换模块的卡槽分别卡设于凸起上。

为了进一步地简化本实施例的故障诊断装置在制造阶段的工艺过程，在又一些例子中，安装座为DIN导轨，模-数转换模块上设有与DIN导轨适配的卡槽，电源转换模块上设有与DIN导轨适配的卡槽，模-数转换模块上的卡槽和电源转换模块上的卡槽分别卡设于DIN导轨上。

DIN导轨，是德国工业标准，使用导轨是工业电气元器件的一种安装方式，安装支持此标准的电气元器件可方便地卡在导轨上而无需用螺丝固定，维护也很方便，常用导轨宽度是3.5cm。在一个例子中，DIN导轨为DIN35导轨，将DIN35导轨通过螺钉固定于壳体4内。

本申请又一实施例，与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的故障诊断装置，在壳体的侧壁上，穿设有第一防水接头6；在第一防水接头中，穿设有模-数转换模块与金属接近传感器的连接线。

防水接头，可具有防水作用，和/或，具有防水和密封作用。

本实施例，通过在壳体的侧壁上，穿设有第一防水接头，并且，在第一防水接头中，穿设有模-数转换模块与金属接近传感器的连接线，这样，便于本实施例的诊断装置的壳体内部的模块不受外部环境中的水的影响，以保障正常工作，从而，提高诊断装置的可靠性，此外，由于防水接头还具有密封作用，这样，在保证壳体内的模-数转换模块与壳体外的金属接近传感器连接的同时，还可以对外界的干扰信号产生屏蔽作用，便于提高本实施例的诊断装置对采集到的模拟信号转换、处理的准确性。

在一些例子中，在壳体的侧壁上，穿设有第二防水接头；在第二防水接头中，穿设有一端与工业计算机的输出端相连、另一端用于与外部处理装置相连的电缆线。

电缆线可为CAT-5E以太网电缆线，即第二防水接头中穿设CAT-5E以太网电缆线。可通过计算机对工业计算机处理过的数据进行分析。

在又一些例子中，在壳体的侧壁上，穿设有第三防水接头；在第三防水接头中，穿设有一端与电源转换模块的一端相连、另一端用于与220V交流电相连的连接线。

第二防水接头和第三防水接头的作用和技术效果与第一防水接头相似，具体可参见上述实施例关于第一防水接头的描述，在此不再赘述。

可以理解的是，第一防水接头、第二防水接头和第三防水接头中，可全部设于壳体上，分别按照上述实施例中的连接关系进行连接，也可部分地设于壳体上，对应地按照上述实施例中的连接关系进行连接。

为了减少工业计算机4的计算压力，提高工业计算机4的处理效率，在一些实施例中，还包括：数字信号预处理模块7，数字信号预处理模块7的输入端与模-数转换模块1的输出端相连，数字信号预处理模块7的输出端与工业计算机2相连。

数字信号预处理模块7的输出端通过15个引脚的D-SUB连接器与工业计算机2连接。

在一些例子中，数字信号预处理模块7的输出端通过D-SUB连接器与工业计算机2相连。

数字信号预处理模块7可对输入的数字信号进行前期的预处理，如可对输入的数字信号的周期进行计算，并将计算结果输入工业计算机，以减轻工业计算机的计算压力，此外，工业计算机2和数字信号预处理模块7结合，可接收脉冲收频率高、数据处理速度快，并且体积小，便于携带运输。

为了提高本实施例的故障诊断装置的集成度，在一些例子中，数字信号预处理模块7的输入端通过转接印制板8与模-数转换模块1的输出端相连。

转接印制板8，以在印制板上印制与转接功能对应的电路。

数字信号预处理模块7的输入接口与模-数转换模块1的输出接口不匹配，需要通过转接部件实现连接，本实施例中的转接印制板8可实现转接功能，且将该功能集成在一块印制板上，能够提高本实施例的故障诊断装置的集成度，此外，通过转接印制板的使用，便于接线或者更改接线通道。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种故障诊断装置，应用于机械式流量计，其特征在于，包括：金属接近传感器、模-数转换模块和工业计算机；其中，

所述金属接近传感器与所述模-数转换模块的输入端相连，所述模-数转换模块的输出端与所述工业计算机相连；所述模-数转换模块和所述工业计算机分别与电源转换模块相连。

2.根据权利要求1所述的故障诊断装置，其特征在于，还包括：壳体，所述壳体的材料为金属材料；

所述模-数转换模块、所述工业计算机和所述电源转换模块设于所述壳体内；所述金属接近传感器设于所述壳体外。

3.根据权利要求2所述的故障诊断装置，其特征在于，还包括：安装座，所述安装座设于所述壳体内，所述模-数转换模块和所述电源转换模块卡设于所述安装座上。

4.根据权利要求3所述的故障诊断装置，其特征在于，所述安装座上设有凸起，所述模-数转换模块上设有卡槽，所述电源转换模块设有卡槽；所述模-数转换模块上的卡槽和所述电源转换模块的卡槽分别卡设于所述凸起上。

5.根据权利要求3所述的故障诊断装置，其特征在于，所述安装座为DIN导轨，所述模-数转换模块上设有与所述DIN导轨适配的卡槽，所述电源转换模块上设有与所述DIN导轨适配的卡槽，所述模-数转换模块上的卡槽和所述电源转换模块上的卡槽分别卡设于所述DIN导轨上。

6.根据权利要求5所述的故障诊断装置，其特征在于，在所述壳体的侧壁上，穿设有第一防水接头；在所述第一防水接头中，穿设有所述模-数转换模块与所述金属接近传感器的连接线；和/或，

在所述壳体的侧壁上，穿设有第二防水接头；在所述第二防水接头中，穿设有一端与所述工业计算机的输出端相连、另一端用于与外部处理装置相连的电缆线；和/或，

在所述壳体的侧壁上，穿设有第三防水接头；在所述第三防水接头中，穿设有一端与所述电源转换模块的一端相连、另一端用于与220V交流电相连的连接线。

7.根据权利要求6所述的故障诊断装置，其特征在于，还包括：数字信号预处理模块，所述数字信号预处理模块的输入端与所述模-数转换模块的输出端相连，所述数字信号预处理模块的输出端与所述工业计算机相连。

8.根据权利要求7所述的故障诊断装置，其特征在于，所述数字信号预处理模块的输入端通过转接印制板与所述模-数转换模块的输出端相连。

9.根据权利要求8所述的故障诊断装置，其特征在于，所述模-数转换模块，包括模-数转换模块本体和隔离部件，所述隔离部件的输入端与所述金属接近传感器相连，所述隔离部件的输出端与所述模-数转换模块本体的输入端相连，所述模-数转换模块本体与所述工业计算机相连；所述模-数转换模块本体与所述电源转换模块相连。

10.根据权利要求1所述的故障诊断装置，其特征在于，所述机械式流量计为涡流流量计。

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