CN214743180U - 一种起重机故障监测报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机故障监测报警系统，包括C/V传感器、信号调理电路和控制报警单元，C/V传感器用于对润滑液中的金属磨损颗粒浓度进行检测，其检测信号送入信号调理电路中进行处理，信号调理电路包括前置放大电路和差分降噪滤波电路，差分降噪滤波电路利用差分放大原理极大地提升了对检测信号放大增益精度，同时利用MOS管的跨导作用改善差分放大器的次级点频率，并具有良好的噪声抑制，本实用新型通过设置信号调理电路对C/V传感器的检测信号进行精确处理，有效抑制外部干扰，提升检测结果的准确性，为起重机减速器的磨损故障诊断提供准确可靠的数据基础。

Description

一种起重机故障监测报警系统

技术领域

本实用新型涉及起重机设备技术领域，特别是涉及一种起重机故障监测报警系统。

背景技术

起重机在工厂及建筑工地起着重要作用，而因其在运行中故障的监测与预报对提高设备生产率、保障生产安全等具有十分重要的意义。由于起重机运行中存在各种电磁和其它振动信号的干扰，对减速器的磨损故障诊断的效果并不明显。现有对起重机减速器的磨损故障诊断过程中，由于磨损产生的磨削颗粒与润滑油之间具有一定的关系，可以通过C/V传感器来对该状态进行监测。

C/V传感器为电容型传感器，利用充放电原理,将随待测变量变化而变化的电容量转化为便于测量和传输的电压、电流或频率等参量的器件,在湿度、温度、位移、压力等测量方面得到了非常广泛的应用。通常条件下，当外加电场远远小于油液的击穿电场时，C/V传感器电极间的电压（或电流）与润滑油中的金属磨损颗粒的浓度之间呈一一对应的关系。但在实际应用过程中，由于C/V传感器输出信号较为微弱，且信号放大过程会因外部干扰因素存在增益误差，造成检测结果存在较大偏差，严重影响起重机减速器的磨损故障诊断的有效性。

所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种起重机故障监测报警系统。

其解决的技术方案是：一种起重机故障监测报警系统，包括C/V传感器、信号调理电路和控制报警单元，所述C/V传感器用于对润滑液中的金属磨损颗粒浓度进行检测，其检测信号送入所述信号调理电路中进行处理，所述信号调理电路包括前置放大电路和差分降噪滤波电路，所述前置放大电路的输入端连接所述C/V传感器，所述前置放大电路的输出端连接所述差分降噪滤波电路的输入端，所述差分降噪滤波电路的输出端连接所述控制报警单元。

优选的，所述前置放大电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接所述C/V传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R2和电容C1接地，运放器AR1的反相输入端通过电阻R3接地，并通过电容C2连接运放器AR1的输出端和电容C3的一端，电容C3的另一端通过电阻R4接地。

优选的，所述差分降噪滤波电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端连接运放器AR1的输出端，运放器AR2的反相输入端通过电阻R5连接MOS管Q1的漏极，并通过电阻R6连接运放器AR2的输出端和运放器AR3的同相输入端，MOS管Q1的栅极连接变阻器RP1的滑动端，变阻器RP1的一端连接运放器AR3的反相输入端和电容C4的一端，变阻器RP1、电容C4的另一端与MOS管Q1的源极并联接地，运放器AR3的输出端通过电感L1连接电容C5的一端和A/D转换器的输入端，电容C5的另一端接地，所述A/D转换器的输出端连接所述控制报警单元。

优选的，所述控制报警单元包括单片机和报警器，所述单片机通过数据串口连接所述A/D转换器，所述单片机的预警输出端连接所述报警器的控制端。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过设置信号调理电路对C/V传感器的检测信号进行精确处理，有效抑制外部干扰，提升检测结果的准确性，为起重机减速器的磨损故障诊断提供准确可靠的数据基础。

2.差分降噪滤波电路利用差分放大原理极大地提升了对检测信号放大增益精度，同时利用MOS管的跨导作用改善差分放大器的次级点频率，并具有良好的噪声抑制。

附图说明

图1为本实用新型的信号调理电路原理图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

一种起重机故障监测报警系统，包括C/V传感器、信号调理电路和控制报警单元，C/V传感器用于对润滑液中的金属磨损颗粒浓度进行检测，其检测信号送入信号调理电路中进行处理，信号调理电路包括前置放大电路和差分降噪滤波电路，前置放大电路的输入端连接C/V传感器，前置放大电路的输出端连接差分降噪滤波电路的输入端，差分降噪滤波电路的输出端连接控制报警单元。

C/V传感器的检测信号首先送入前置放大电路中进行增强处理，如图1所示，前置放大电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接C/V传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R2和电容C1接地，运放器AR1的反相输入端通过电阻R3接地，并通过电容C2连接运放器AR1的输出端和电容C3的一端，电容C3的另一端通过电阻R4接地。其中，电阻R2与电容C1形成的RC滤波对C/V传感器的检测信号进行低通降噪后，再送入运放器AR1中进行同相放大。电容C2在运放器AR1的负反馈端起到相位补偿的作用，可以很好地消除系统误差，保证检测信号稳定输出端。

运放器AR1的输出信号经电容C3稳定后送入差分降噪滤波电路中进一步处理，差分降噪滤波电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端连接运放器AR1的输出端，运放器AR2的反相输入端通过电阻R5连接MOS管Q1的漏极，并通过电阻R6连接运放器AR2的输出端和运放器AR3的同相输入端，MOS管Q1的栅极连接变阻器RP1的滑动端，变阻器RP1的一端连接运放器AR3的反相输入端和电容C4的一端，变阻器RP1、电容C4的另一端与MOS管Q1的源极并联接地，运放器AR3的输出端通过电感L1连接电容C5的一端和A/D转换器的输入端，电容C5的另一端接地，A/D转换器的输出端连接控制报警单元。

在差分降噪滤波电路工作过程中，运放器AR2与AR3形成差分放大器对前置放大电路的输出信号进一步增强，利用差分放大原理极大地提升了对检测信号放大增益精度，同时，MOS管Q1在运放器AR2的反相输入端起到信号稳定的作用，利用MOS管的跨导作用改善差分放大器的次级点频率，并具有良好的噪声抑制。通过调节变阻器RP1的阻值可改变差分放大器的输出信号幅值范围，从而方便对信号输出强度进行调节。电感L1与电容C5形成LC滤波对前级电路中的自激干扰进行消除后送入A/D转换器，由A/D转换器将检测信号转换成数字量后送入控制报警单元中。

具体设置时，控制报警单元包括单片机和报警器，单片机通过数据串口连接A/D转换器，单片机的预警输出端连接报警器的控制端。单片机对检测数据进行分析处理，当润滑液中的金属磨损颗粒浓度超出预警安全范围时，单片机驱动报警器进行预警，从而及时提醒操作人员停机检修或者更换润滑液。本实用新型通过设置信号调理电路对C/V传感器的检测信号进行精确处理，有效抑制外部干扰，提升检测结果的准确性，为起重机减速器的磨损故障诊断提供准确可靠的数据基础。

以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (4)

1.一种起重机故障监测报警系统，包括C/V传感器、信号调理电路和控制报警单元，其特征在于：所述C/V传感器用于对润滑液中的金属磨损颗粒浓度进行检测，其检测信号送入所述信号调理电路中进行处理，所述信号调理电路包括前置放大电路和差分降噪滤波电路，所述前置放大电路的输入端连接所述C/V传感器，所述前置放大电路的输出端连接所述差分降噪滤波电路的输入端，所述差分降噪滤波电路的输出端连接所述控制报警单元。

2.根据权利要求1所述的起重机故障监测报警系统，其特征在于：所述前置放大电路包括运放器AR1，运放器AR1的同相输入端通过电阻R1连接所述C/V传感器的信号输出端，并通过并联的电阻R2和电容C1接地，运放器AR1的反相输入端通过电阻R3接地，并通过电容C2连接运放器AR1的输出端和电容C3的一端，电容C3的另一端通过电阻R4接地。

3.根据权利要求2所述的起重机故障监测报警系统，其特征在于：所述差分降噪滤波电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端连接运放器AR1的输出端，运放器AR2的反相输入端通过电阻R5连接MOS管Q1的漏极，并通过电阻R6连接运放器AR2的输出端和运放器AR3的同相输入端，MOS管Q1的栅极连接变阻器RP1的滑动端，变阻器RP1的一端连接运放器AR3的反相输入端和电容C4的一端，变阻器RP1、电容C4的另一端与MOS管Q1的源极并联接地，运放器AR3的输出端通过电感L1连接电容C5的一端和A/D转换器的输入端，电容C5的另一端接地，所述A/D转换器的输出端连接所述控制报警单元。

4.根据权利要求2所述的起重机故障监测报警系统，其特征在于：所述控制报警单元包括单片机和报警器，所述单片机通过数据串口连接所述A/D转换器，所述单片机的预警输出端连接所述报警器的控制端。

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