CN214893657U - 一种振动和冲击脉冲复合传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动和冲击脉冲复合传感器，包括壳体(1)，设置在壳体(1)一端的螺栓(2)，设置在壳体(1)另一端的插头(3)，设置在壳体(1)内部的绝缘支架(4)，固定在绝缘支架(4)上的压电陶瓷(5)，一端与压电陶瓷(5)固定连接的共振质量块(6)，设置在共振质量块(6)另一端的电路板支架(7)，设置在电路板支架(7)上的滤波电路板(8)，设置在滤波电路板(8)相连的密封体(9)和设置在压电陶瓷(5)、共振质量块(6)、电路板支架(7)和滤波电路板(8)外围的金属封闭壳屏蔽罩(10)。本实用新型提供的一种振动和冲击脉冲复合传感器，能够同时检测工业机械设备振动信号和冲击脉冲信号。

Description

一种振动和冲击脉冲复合传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种能够同时检测振动信号和冲击脉冲信号的振动和冲击脉冲复合传感器。

背景技术

传统的工业设备的振动监测是通过振动加速度压电陶瓷传感器获得，而工业设备的冲击脉冲信号的压电传感器获得的振动加速度信号往往强度较小淹没于普通的振动信号中不易检测识别。

申请号为200810200735.3公开了一种检测振动冲击的广义共振复合传感器，含有外壳、振动冲击压电敏感组件、电子调理器、输出电缆及归一化电路和接传递螺栓，特征是：连接螺栓通过上部的凸台锥面与被测机器上加工的传感器安装螺孔的外表面的锥面紧密吻合，使故障冲击的纵波耦合到凸台锥面，进而通过凸台将冲击纵波传递到振动冲击压电敏感组件的安装面，再传递到振动冲击压电组件；振动冲击压电敏感组件设计为既敏感振动，又能对机械冲击具有广义共振响应的机械二阶系统，该系统受振动和冲击纵波激发生的广义共振激励，在质量块上产生惯性力，作用于压电敏感器，压电敏感器输出相应的电荷，实现机电转换；而后由基座中电子调理器将压电敏感器产生的相应电荷转换为电压，经过电缆送到归一化电路进行归一化后输出。

发明内容

本实用新型是为解决现有技术中工业设备的冲击脉冲信号的压电传感器获得的振动加速度信号往往强度较小淹没于普通的振动信号中不易检测识别的技术问题，提供一种振动和冲击脉冲复合传感器，能够同时检测工业机械设备振动信号和冲击脉冲信号。

本实用新型提供一种振动和冲击脉冲复合传感器，包括壳体，设置在壳体一端的螺栓，设置在壳体另一端的插头，设置在壳体内部的绝缘支架，固定在绝缘支架上的压电陶瓷，一端与压电陶瓷固定连接的共振质量块，设置在共振质量块另一端的电路板支架，设置在电路板支架上的滤波电路板，设置在滤波电路板相连的密封体和设置在压电陶瓷、共振质量块、电路板支架和滤波电路板外围的金属封闭壳屏蔽罩；金属封闭壳屏蔽罩与绝缘支架和密封体相连，插头与密封体相连。

共振质量块能够同时检测振动信号和冲击脉冲信号，提升了传感器的功能，同时也节省了空间，提高了传感器的利用效率。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，共振质量块的共振频率与被检测设备的振动频率不重叠。

来自被检测设备的冲击脉冲在时域上持续的时间很短暂，一般为几微秒到几十微秒，但在频域范围非常宽，通过对共振质量块的设计可以使其与检测设备时间的共振频率在远离检测设备振动频率之外被放大，易于共振频率的检测。

共振点的选取采用以下公式：

fm＝2×π×sqrt[(M+M₀)/K]

其中：

fm为共振频率；

M为共振质量块的质量；

M₀为用于将共振质量块固定于壳体上的附加质量影响形成的等效质量；

K为与共振质量块连接的压电晶体的等效弹性系数。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，共振质量块为中空结构的金属材料。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，螺栓与壳体之间为刚性连接。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，螺栓与检测设备之间为刚性连接。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，壳体为金属壳体。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，电路板支架为刚体支架，在电路板支架中心内嵌两根导线，导线与滤波电路板相连。

本实用新型所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，作为优选方式，滤波电路板包括低噪声电荷放大电路。滤波电路板同时对于振动信号通过带通滤波消除带外干扰信号的影响，对于共振信号围绕共振点fm进行窄带滤波。

本实用新型在使用过程中，在测量前，将传感器通过螺栓与检测设备进行连接，对检测设备的运行进行实时监控，实时接收检测设备在运行过程中的振动信号和冲击脉冲信号，振动信号和冲击脉冲信号通过压电陶瓷传导至共振质量块，再通过滤波电路板对信号进行处理，得到不同频率的振动检测信号和冲击脉冲检测信号，能够及时反映检测设备的运行状况。

本实用新型通过设计共振质量块的材质和质量，能够使其与检测设备之间的共振频率远离检测设备的振动频率，可实现振动信号和冲击脉冲信号的同时检测，提高了检测效率。

本实用新型进一步通过滤波电路板对振动信号通过带通滤波消除带外干扰信号的影响，对共振信号围绕共振点fm进行窄带滤波，提高了信号的显著性。

附图说明

图1为一种振动和冲击脉冲复合传感器结构示意图。

附图标记：

1、壳体；2、螺栓；3、插头；4、绝缘支架；5、压电陶瓷；6、共振质量块；7、电路板支架；8、滤波电路板；9、密封体；10、金属封闭壳屏蔽罩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种振动和冲击脉冲复合传感器，包括金属壳体1，设置在壳体1一端与壳体1刚性连接的螺栓2，螺栓2与检测设备之间为刚性连接，设置在壳体1另一端的插头3，设置在壳体1内部的绝缘支架4，固定在绝缘支架4上的压电陶瓷5，一端与压电陶瓷5固定连接中空结构金属材料共振质量块6，设置在共振质量块6另一端的电路板支架7，设置在电路板支架7上的滤波电路板8，电路板支架7为刚体支架，在电路板支架7中心内嵌两根导线，导线与滤波电路板8相连，滤波电路板8包括低噪声电荷放大电路，设置在滤波电路板8相连的密封体9和设置在压电陶瓷5、共振质量块6、电路板支架7和滤波电路板8外围的金属封闭壳屏蔽罩10；金属封闭壳屏蔽罩10与绝缘支架4和密封体9相连，插头2与密封体9相连。

本实施例在使用过程中，在测量前选择适当的共振质量块6，使其与检测设备之间的共振频率为30kHz，远离设备本身的振动频率0～13kHz，将传感器通过螺栓2与检测设备进行连接，对检测设备的运行进行实时监控，实时接收检测设备在运行过程中的振动信号和冲击脉冲信号，振动信号和冲击脉冲信号通过压电陶瓷5传导至共振质量块6，再通过滤波电路板8对信号进行处理，得到不同频率的振动检测信号和冲击脉冲检测信号，能够及时反映检测设备的运行状况。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：包括壳体(1)，设置在所述壳体(1)一端的螺栓(2)，设置在所述壳体(1)另一端的插头(3)，设置在所述壳体(1)内部的绝缘支架(4)，固定在所述绝缘支架(4)上的压电陶瓷(5)，一端与所述压电陶瓷(5)固定连接的共振质量块(6)，设置在所述共振质量块(6)另一端的电路板支架(7)，设置在所述电路板支架(7)上的滤波电路板(8)，设置在所述滤波电路板(8)相连的密封体(9)和设置在所述压电陶瓷(5)、所述共振质量块(6)、所述电路板支架(7)和所述滤波电路板(8)外围的金属封闭壳屏蔽罩(10)；所述金属封闭壳屏蔽罩(10)与所述绝缘支架(4)和所述密封体(9)相连，所述插头(3)与所述密封体(9)相连。

2.根据权利要求1所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述共振质量块(6)的共振频率与被检测设备的振动频率不重叠。

3.根据权利要求1所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述共振质量块(6)为中空结构的金属材料。

4.根据权利要求1所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述螺栓(2)与所述壳体(1)之间为刚性连接。

5.根据权利要求1所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述螺栓(2)与检测设备之间为刚性连接。

6.根据权利要求1所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述壳体(1)为金属壳体。

7.根据权利要求1所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述电路板支架(7)为刚体支架，在所述电路板支架(7)中心内嵌两根导线，所述导线与所述滤波电路板(8)相连。

8.根据权利要求1～7其中任意一项所述的一种振动和冲击脉冲复合传感器，其特征在于：所述滤波电路板(8)包括低噪声电荷放大电路。

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