CN215261875U - 智能传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了智能传感装置，涉及传感技术领域，包括壳体和设置在壳体外表面的薄膜发电板，所述壳体内部设有电路板、温度传感器、振动传感器、控制器以及无线传输器，所述薄膜发电板穿过壳体与电路板连接，所述电路板分别与温度传感器、振动传感器、控制器连接，所述控制器的输入端与温度传感器、振动传感器连接，控制器的输出端与无线传输器连接。薄膜发电板接收外部光线进行发电，经过电路板处理为传感器提供电源，特别是适用于不同的应用场合，在弱光的情况下可使传感器正常运行，无需提供外部电源或更换电池，方便使用。

Description

智能传感装置

技术领域

本实用新型涉及传感技术领域，具体涉及智能传感装置。

背景技术

振动变送器、温度传感器等检测装置广泛应用于汽轮机、水轮机、风机、电机、泵、齿轮箱等机械设备中，为了实时掌握这些设备的运行状况，避免和减少这些设备故障的发生，较少因设备故障引起的财产损失，做到科学管理和预知维修，必须对这些设备的运行状态进行实时监测，保证设备的健康、高效运行，其中温度和振动参数为设备健康的重要指标。智能传感器可有效的检测到电机的运行状态，实时对设备进行监控和诊断。大多数的温度、振动传感器为有线传感器，需外接电源，使用不便。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

针对传感器需要外接电源的技术问题，本实用新型提供了智能传感装置，它在弱光的情况下可使传感器正常运行，无需提供外部电源或更换电池，方便使用。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：一种智能传感装置，包括壳体和设置在壳体外表面的薄膜发电板，所述壳体内部设有电路板、温度传感器、振动传感器、控制器以及无线传输器，所述薄膜发电板穿过壳体与电路板连接，所述电路板分别与温度传感器、振动传感器、控制器连接，所述控制器的输入端与温度传感器、振动传感器连接，控制器的输出端与无线传输器连接。

可选的，所述电路板、温度传感器、振动传感器、控制器以及无线传输器均灌封于壳体内部，所述壳体具有注塑孔，所述注塑孔贯穿壳体的内表面和外表面。

可选的，所述壳体内部还设有充电电池，所述充电电池与电路板连接。

可选的，所述电路板具有稳压器，所述稳压器用于将薄膜发电板或充电电池提供的电源转换为稳定电源。

可选的，所述壳体外表面具有安装薄膜发电板的凹槽，且壳体具有供薄膜发电板穿过的导向孔。

可选的，所述壳体内表面设有隔板，所述隔板将壳体内部分隔为安装充电电池的第一腔室和安装电路板的第二腔室，所述导向孔贯穿凹槽和第二腔室，所述隔板具有连通第一腔室和第二腔室的通孔，所述通孔用于通过连接充电电池和电路板的导线。

可选的，所述第二腔室的侧壁具有卡凸。

可选的，所述充电电池与壳体之间设有隔热板。

可选的，所述壳体的外表面设有挂耳，所述挂耳具有安装孔，所述安装孔用于将智能传感装置安装在待检测设备上。

3、有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本申请实施例提出的智能传感装置，薄膜发电板接收外部光线进行发电，经过电路板处理为传感器提供电源，温度传感器检测电机表面温度，并把输出信号传输到控制器，振动传感器检测电机的振动强度，并把输出信号传输到控制器；处理器对温度和振动信号进行处理，并把处理过的信号发送到无线传输器；无线传输器负责把处理过的信号通过天线发射到服务器或者云端。特别是适用于不同的应用场合，在弱光的情况下可使传感器正常运行，无需提供外部电源或更换电池，方便使用。

(2)本申请实施例提出的智能传感装置，通过壳体上的注塑孔对位于壳体内部的各部件进行注塑定型，安装方便快捷，除薄膜发电板的各部件灌封于壳体内部，可有效提高传感器的防护等级。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的智能传感装置的原理框图。

图2为本实用新型实施例提出的智能传感装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提出的智能传感装置的壳体的示意图。

图4为本发明实施例提供的智能传感装置的电路板原理图。

图5为本发明实施例提供的智能传感装置的控制器和温度传感器、振动传感的连接图。

图6为本发明实施例提供的智能传感装置的无线传输器的原理图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-6，本实施例的智能传感装置，包括壳体2和设置在壳体2外表面的薄膜发电板1，所述壳体2内部设有电路板4、温度传感器5、振动传感器6、控制器7以及无线传输器8，所述薄膜发电板1穿过壳体2与电路板4连接，所述电路板4分别与温度传感器5、振动传感器6、控制器7连接，所述控制器7的输入端与温度传感器5、振动传感器6连接，控制器7的输出端与无线传输器8连接。薄膜发电板1接收外部光线进行发电，经过电路板4处理为传感器提供电源，温度传感器5检测电机表面温度，并把输出信号传输到控制器7，振动传感器6检测电机的振动强度，并把输出信号传输到控制器7；处理器对温度和振动信号进行处理，并把处理过的信号发送到无线传输器8；无线传输器8负责把处理过的信号通过天线发射到服务器或者云端。特别是适用于不同的应用场合，在弱光的情况下可使传感器正常运行，无需提供外部电源或更换电池，方便使用。利用薄膜发电电池板弱光发电性能佳的特性，可有效解决传感器工作时长问题。温度传感器5和振动传感器6选用高可靠的测量芯片，可有效减小传感器体积。温度振动检测电路、控制电路和无线传输电路供电电压统一为3.3V供电，可有效减少内部供电电路的种类。

电路板芯片采用宽输入范围的芯片，并且当输入电压低于一定值时，内部电路锁死，芯片不工作；外围电路包含输入滤波电容、MOS管驱动电路、高频震荡抑制电路、输出电流检测电路、输出滤波电容。

电路板输入滤波电容C1对输入电源起到滤波作用，吸收输入电源上的纹波电流，M1为MOS场效应晶体管，M1的击穿电压要大于最高输入电压，M1传导大部分的输出电流，减少温升对U1的影响；R1和C3组成高频震荡抑制电路，在高输入电压或大电流的情况下，可有效抑制高频辐射；二极管D1为阻流二极管，防止在输入电源掉电时消耗电池的能量；U1通过检测电阻R2上的电压变化从而检测输出电流的大小，为了降低输出端的纹波电压和改善瞬态特性，加入了输出滤波电容C4。

进一步的，在具体实施中，U2为同步降压IC芯片，具有良好的负载和线路调节能力。该电路输入电压为充电电路电压或充电电池电压，输出电压为3.3V；反馈电路由分压电阻R2、R3和滤波电容C5组成，反馈电压信号FB为0.6V，根据输出电压Vout为3.3V可反推电阻R2和R3的阻值，R2和R3的阻值确定后即可得到输出电压3.3V。

图5为温度传感器检测芯片U3、振动传感器检测芯片U4和控制器芯片MCU之间的连接图；控制芯片、温度检测芯片和振动检测芯片供电电压为3.3V。SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)都是双向I/O线，接口电路为开漏输出.需通过上拉电阻接电源VCC，当总线空闲时，两根线都是高电平，对芯片起到保护作用。MCU通过读取I2C数据，对温度和振动传感器数据进行分析，之后传输到无限输出电路。

U5为无线发射芯片，本实施例只对无线蓝牙输出模式做原理描述，蓝牙发射模块供电电压为3.3V，引脚接口需加入高频滤波电容C12，为提高滤波效果，可加入10uF+0.1μF+1nf+100pf电容组，如果应用环境比较恶劣，经常受到ESD干扰或者对EMC要求比较高，建议串联磁珠和并联TVS管，以增加模块的稳定性；因MCU和U5电平相同，两模块可直接通讯，只需要将U5模块的TXD加到MCU的RXD，将U5模块的RXD接到MCU的TXD上即可；当模块上电时或者出现故障时，MCU需要对U5模块做复位操作，引脚拉低至少100us，然后拉高或悬空复位。

实施例2

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述电路板4、温度传感器5、振动传感器6、控制器7以及无线传输器8均灌封于壳体2内部，所述壳体2具有注塑孔29，所述注塑孔29贯穿壳体2的内表面和外表面。内部所有器件安装完成后，通过壳体2上的注塑孔29对位于壳体2内部的各部件进行注塑定型，安装方便快捷，除薄膜发电板1的各部件灌封于壳体2内部，可有效提高传感器的防护等级。

实施例3

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：所述壳体2内部还设有充电电池3，所述充电电池3与电路板4连接。当薄膜发电板1工作时，薄膜发电板1给电路板4供电，电路板4同时给温度传感器5、振动传感器6、控制器7、无线传输器8以及充电电池3充电，当薄膜发电板1停止工作时，充电电池3可以为温度传感器5、振动传感器6、控制器7、无线传输器8供电，保证智能传感装置正常使用。

实施例4

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1-3任一项技术方案相比，可改进如下：所述电路板4具有稳压器，所述稳压器用于将薄膜发电板1或充电电池3提供的电源转换为稳定电源。稳压电路提供稳定的3.3V电源。

实施例5

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1-4任一项技术方案相比，可改进如下：所述壳体2外表面具有安装薄膜发电板1的凹槽21，且壳体2具有供薄膜发电板1穿过的导向孔28。薄膜发电板1上的电线通过壳体2上的导向孔28进入壳体2内部，与电路板4连接，为电路板4供电。

实施例6

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1-5任一项技术方案相比，可改进如下：所述壳体2内表面设有隔板24，所述隔板24将壳体2内部分隔为安装充电电池3的第一腔室27和安装电路板4的第二腔室25，所述导向孔28贯穿凹槽21和第二腔室25，所述隔板24具有连通第一腔室27和第二腔室25的通孔，所述通孔用于通过连接充电电池3和电路板4的导线。

实施例7

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1-6任一项技术方案相比，可改进如下：所述第二腔室25的侧壁具有卡凸26。卡凸26的数量可为一个或多个，以有效地固定电路板4，防止不让电路板4发生位移。第一腔室27的侧壁也可设有卡凸26，防止充电电池3发生位移。

实施例8

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1-7任一项技术方案相比，可改进如下：所述充电电池3与壳体2之间设有隔热板。隔热板可以减少电机壳体2的热量传输到充电电池3上，增加充电电池3的使用寿命。

实施例9

结合附图1-3，本实施例的智能传感装置，与实施例1-8任一项技术方案相比，可改进如下：所述壳体2的外表面设有挂耳22，所述挂耳22具有安装孔23，所述安装孔23用于将智能传感装置安装在待检测设备上。挂耳22安装智能传感装置时，可起到加强固定作用，待检测设备可以是电机或者汽轮机、水轮机、风机、泵、齿轮箱等机械设备。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能传感装置，其特征在于，包括壳体和设置在壳体外表面的薄膜发电板，所述壳体内部设有电路板、温度传感器、振动传感器、控制器以及无线传输器，所述薄膜发电板穿过壳体与电路板连接，所述电路板分别与温度传感器、振动传感器、控制器连接，所述控制器的输入端与温度传感器、振动传感器连接，控制器的输出端与无线传输器连接。

2.根据权利要求1所述的智能传感装置，其特征在于，所述电路板、温度传感器、振动传感器、控制器以及无线传输器均灌封于壳体内部，所述壳体具有注塑孔，所述注塑孔贯穿壳体的内表面和外表面。

3.根据权利要求1所述的智能传感装置，其特征在于，所述壳体内部还设有充电电池，所述充电电池与电路板连接。

4.根据权利要求1所述的智能传感装置，其特征在于，所述电路板具有稳压器，所述稳压器用于将薄膜发电板或充电电池提供的电源转换为稳定电源。

5.根据权利要求1所述的智能传感装置，其特征在于，所述壳体外表面具有安装薄膜发电板的凹槽，且壳体具有供薄膜发电板穿过的导向孔。

6.根据权利要求5所述的智能传感装置，其特征在于，所述壳体内表面设有隔板，所述隔板将壳体内部分隔为安装充电电池的第一腔室和安装电路板的第二腔室，所述导向孔贯穿凹槽和第二腔室，所述隔板具有连通第一腔室和第二腔室的通孔，所述通孔用于通过连接充电电池和电路板的导线。

7.根据权利要求6所述的智能传感装置，其特征在于，所述第二腔室的侧壁具有卡凸。

8.根据权利要求3所述的智能传感装置，其特征在于，所述充电电池与壳体之间设有隔热板。

9.根据权利要求1所述的智能传感装置，其特征在于，所述壳体的外表面设有挂耳，所述挂耳具有安装孔，所述安装孔用于将智能传感装置安装在待检测设备上。

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