CN215492049U - 智能三轴无线振动传感器及振动检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能三轴无线振动传感器及振动检测系统，属于智能检测部件及装置技术领域。该无线振动传感器在壳体内定位固设有PCB基片，PCB基片上固定设有不可充电池和电容组，壳体顶部敞口处密封固设有顶部盖板，且该壳体内灌封有填充密封胶，PCB基片上还集成有惯性测量单元、温湿度采集芯片、微控制器和板载蓝牙天线；该振动检测系统包括固设于各设备上的无线振动传感器和靠近各设备处的无线网关，该无线振动传感器与无线网关按数量比1:(1‑n)无线连接。该无线振动传感器采用小型化、轻量化设计，安装灵活便捷，且结构稳定可避免振动时内部器件对测量的影响；该系统具有无线通信、低功耗、小型化、高震动感知能力的特点，极大延伸了产品的应用场景。

Description

智能三轴无线振动传感器及振动检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种振动传感器和一种振动检测系统，尤其涉及一种智能三轴无线振动传感器及振动检测系统，属于智能检测部件及装置技术领域。

背景技术

对于中大型泵机、减速机、风机、空压机、电机等的旋转设备而言，绝大多数故障都与设备的机械运动或设备振动有密切的联系，而振动检测具有直接、实时和故障类型覆盖范围广的特点，因此振动检测是针对旋转设备的各种预测性维修技术中的核心部分，其中振动传感器是必不可少的终端检测节点部件。

目前市面上比较常用的传感器基本上都是基于基本物理原理如霍尔原理、金属应变原理、压电原理等发展和制造出来的，其测量原理比较简单，但这类传感器产品的加工制造、传感器标定和校准、信号变送、信号传输与处理、以及现场的部署与实施等实际生产或实际应用却十分复杂，最终造成整个检测系统结构复杂、系统构成不灵活、调试(标定和校准)复杂，大大降低了对应用场景的适应性；同时，也造成了成套系统的成本高昂，对市场应用造成了极大的限制。

在传统的振动检测及数据采集系统中，振动检测所用的振动传感器常用压电测量原理测量加速度，其输出的电信号是与测量加速度成正比的电压模拟信号，经过信号调制后通过线缆将调制后的信号传给上位机构进行处理分析，这类振动传感器通常是对单轴(一个方向的)的振动测试。在该传统系统及现有类似系统中的振动传感器输出的是模拟量的电压信号，要通过信号线缆传送到数据采集设备，经信号变换并做相应的数据处理后才能进行后续的工作，因此，现有的振动检测系统通常是由振动传感器、数据采集卡、工控机组成，数据采集卡将振动传感器传来的模拟量振动信号进行采集和转化后传输至工控机，由工控机将采集到的数据传送上网进行后续处理。

上述现有技术所述的传统振动检测及数据采集系统，针对振动检测所使用的传感器本体而言，由于输出的是模拟量信号，而且该信号需要由信号线缆输出至数据采集卡，因此在信号的传输过程中，不可避免的会有信号衰减，这就对传感器输出信号的质量和传输线缆的品质及长度有很高的要求；同时传感器内部的电路就会相对复杂和难于调试，实际安装过程中也会有很多限制。此外，针对整个检测及数据采集系统而言，整个系统的组成复杂，成本很高；同时该类系统在进行现场部署时，需铺设管桥等，因此需要大量的人工和工时。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能三轴无线振动传感器及振动检测系统。

本实用新型的技术方案是：

一种智能三轴无线振动传感器，包括一内部具有空腔且顶部敞口的壳体，所述壳体内靠近该壳体顶部敞口处定位固设有一PCB基片，该PCB基片上朝向所述壳体底部一侧面上固定设有一不可充电池和一电容组，所述壳体的顶部敞口处密封式固设有一顶部盖板，且该壳体内位于壳体底部、顶部盖板以及壳体内各部件之间灌封有填充密封胶；

所述PCB基片上朝向壳体底部一侧面上还集成设有惯性测量单元、温湿度采集芯片、微控制器和板载蓝牙天线，其中所述惯性测量单元和温湿度采集芯片分别经模拟开关后与所述微控制器连接，所述板载蓝牙天线直接形成于PCB基片上并与微控制器相连接，且所述惯性测量单元为由3D加速度计和3D陀螺仪结合形成的六轴MEMS惯性测量模块。

其进一步的技术方案是：

所述壳体呈直径50-52mm且高35-36mm的圆柱形空腔结构。

其进一步的技术方案是：

所述壳体的内周侧面上间隔形成有若干根PCB固定柱和若干根PCB支撑柱，该PCB固定柱和PCB支撑柱均等高且高度均低于壳体内空腔的高度；所述PCB基片支撑放置于所述PCB支撑柱上并通过螺纹紧固件固定连接于PCB固定柱上。

其进一步的技术方案是：

所述壳体的内周侧面上间隔形成有若干根与壳体内空腔高度一致的顶部盖板固定柱，所述壳体的顶部敞口处设有一橡胶密封圈，设有螺纹连接件依次穿设过顶部盖板和橡胶密封圈后螺纹连接于所述顶部盖板固定柱上，使顶部盖板密封式固设于所述壳体的顶部敞口处。

其进一步的技术方案是：

所述壳体的外侧底面上形成有若干以壳体外侧底面中心为圆心的同心圆波纹凹槽，且该若干同心圆波纹凹槽铺满所述壳体的外侧底面。

其进一步的技术方案是：

所述壳体的周向外侧壁上对应PCB基片的微控制器处定位开设有一USB调试接口，该USB调试接口内固设有一与所述微控制器连接的接线端子。

其进一步的技术方案是：

所述不可充电池为锂硫亚酰氯不可充电池组，且所述电容组为混合层电容器。

本申请还公开了一种振动检测系统，该振动检测系统包括上述的无线振动传感器和无线网关，其中所述无线振动传感器固定安装于设备层中各设备的振动部位处，其中无线网关固定安装于靠近各设备的位置处，所述无线振动传感器与所述无线网关按照数量比1:(1-n)无线连接，其中n为大于1的自然数。

其进一步的技术方案是：

所述无线网关包括固设于外壳内的至少一块PCB控制板，所述外壳的周向外侧壁上对应PCB控制板处间隔定位设有分别与该PCB控制板连接的用于插接电源插座的电源接口、用于连接各种外置天线的天线接口、用于连接局域网的ETH接口和用于插设SIM卡的SIM卡插槽。

其进一步的技术方案是：

所述PCB控制板上集成设有核心控制模块、无线通讯模块、上行通讯模块和电源模块。

本实用新型的有益技术效果是：

1、本申请的无线振动传感器采用小型化、轻量化设计，尺寸小且封装后产品重量120克左右，其安装十分灵活、便捷，典型的安装方式只需将底部通过粘胶粘接在被测设备表面即可，底部同心圆凹槽可增加粘接面积,加强粘接强度；

2、本申请的无线振动传感器中PCB基片通过螺纹紧固件固定连接于PCB固定柱上，此外不可充电池和电容组通过先焊接在胶接的方式固定在PCB基片上，然后填充有填充密封胶，该结构能够减小在振动检测时内部器件如PCB基片、不可充电池、电容组及紧固件等的自身振动对测量的影响，同时填充密封胶对内部器件能够形成良好的保护作用，且具有防水、防潮、导热功效；

3、本申请的无线振动传感器中的能量供给采用锂硫亚酰氯不可充电池组和电容组结合的方式，其能够使产品具有在野外免维护超长待机的工作模式，当设备处于待机模式时，标准的LiSOCl₂电池能够提供低的日常背景电流，而电容组就像一个可充电电池一样工作，能够提供周期性的高脉冲；

4、本申请的无线振动检测系统由采集节点(无线振动传感器节点)和数据收集无线网关按照数量比1：(1-n)共同构成，系统结构灵活、方便；且产品安装无需布线，对使用场景要求非常低，同时产品的温度范围和防护等级IP非常适应较为严酷环境如野外等安装使用；且该系统是个小型系统，同时采集三轴振动数据，三轴振动数据之间线性度高、正交性好，且对于机械系统的三轴振动测定，解决了多轴传感器安装问题。

本项目极大改善了目前市场上产品未能解决的几个技术难点，一个是连续无线数据采集传输与低功耗之间的制约，第二个是产品体积大小与关键性能指标之间的问题，实现了小体积(50mm×35mm圆柱)，低功耗(使用寿命可达3～5年，在数据采样周期较长的情况下可达8～10年)，并且可达到高分辨率性能指标(最高分辨率可达到0.061mg/LSB)，通过与相关用户的交流，已得到客户的广泛认可，且得到数位用户的确认，目前市场尚无此类产品。在其他如结构上的易安装、免维护、使用寿命长、环境适应性强等方面也对产品的应用推广起到了特别的作用。

附图说明

图1是本实用新型无线振动传感器的整体结构示意图；

图2是本实用新型无线振动传感器的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型无线振动传感器的壳体结构示意图；

图4是本实用新型无线振动传感器壳体底面的结构示意图；

图5是本实用新型无线振动传感器PCB基片的结构示意图；

图6是本实用新型无线振动传感器功能模块示意图；

图7是本实用新型高配板无线网关结构示意图之一；

图8是本实用新型高配板无线网关结构示意图之二；

图9是本实用新型低配板无线网关结构示意图之一；

图10是本实用新型低配板无线网关结构示意图之二；

图11是本实用新型无线网关功能模块示意图；

图12是本实用新型具体实施例抽油机主梁的测试数据和分析图。

其中：

100、无线振动传感器；

1、壳体；11、PCB固定柱；12、PCB支撑柱；13、顶部盖板固定柱；14、同心圆波纹凹槽；15、USB调试接口；16、接线端子；

2、PCB基片；21、惯性测量单元；22、温湿度采集芯片；23、微控制器；24、板载蓝牙天线；25、模拟开关；

3、不可充电池；

4、电容组；

5、顶部盖板；

6、橡胶密封圈；

200、无线网关；

201、外壳；

202、PCB控制板；202a、核心控制模块；202b、无线通讯模块；202c、上行通讯模块；202d、电源模块；

203、电源接口；

204、天线接口；

205、ETH接口；

206、SIM卡插槽。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

下述具体实施例详细记载了一种智能三轴无线振动传感器，该无线振动传感器包括一内部具有空腔且顶部敞口的壳体1，壳体内靠近该壳体顶部敞口处定位固设有一PCB基片2，该PCB基片上朝向壳体底部一侧面上固定设有一不可充电池3和一电容组4，壳体1的顶部敞口处密封式固设有一顶部盖板5，且该壳体内位于壳体底部、顶部盖板以及壳体内各部件之间灌封有填充密封胶。

上述无线振动传感器中的壳体1优选直径50-52mm且高35-36mm的圆柱形空腔结构的壳体。

该壳体1的内周侧面上间隔(优选均匀间隔设置)形成有若干根(本具体实施例中为两根)PCB固定柱11和若干根(本具体实施例中为两根)PCB支撑柱12，该PCB固定柱和PCB支撑柱均等高且高度均低于壳体内空腔的高度；PCB基片2支撑放置于PCB支撑柱上并通过螺纹紧固件(本具体实施例中选用螺丝)固定连接于PCB固定柱上。

不可充电池3和电容组4焊接在PCB基片2上后再用胶固定在PCB基片上，以增加在振动环境下的牢靠性，同时减少在测量振动时不可充电池和电容组自身产生的振动对测量的影响。在安装好PCB基片及不可充电池和电容组后，对内部进行灌胶处理，进一步减少内部器件(如PCB基片)的自身振动对测量的影响；同时，填充密封胶对内部器件能够形成良好的保护作用，且具有防水、防潮、导热功效。

壳体1的内周侧面还上间隔形成有若干根(本具体实施例中为三根)与壳体内空腔高度一致的顶部盖板固定柱13，该顶部盖板固定柱上形成有螺丝孔；壳体1的顶部敞口处设有一橡胶密封圈6，该橡胶密封圈上对应顶部盖板固定柱处形成有固定耳孔；设有螺纹连接件(本具体实施例中选用螺丝)，该螺纹连接件依次穿设过顶部盖板5和橡胶密封圈6的固定耳孔后螺纹连接于顶部盖板固定柱的螺丝孔内，这样将橡胶密封圈仅仅夹设于壳体顶部敞口端面和顶部盖板之间，使顶部盖板密封式固设于壳体的顶部敞口处。

壳体1的顶部盖板5的外侧顶面上形成有以顶部盖板外侧顶面中心为圆心的圆盘凹面，顶部盖板上位于圆盘凹面的外周侧高于圆盘凹面形成环状凸面，该环状凸面上形成有以圆盘凹面圆心为中心的若干列呈辐射状排列的凹槽阵列。壳体1的外侧底面上形成有若干以壳体外侧底面中心为圆心的同心圆波纹凹槽14，且该若干同心圆波纹凹槽铺满壳体的外侧底面，该同心圆波纹凹槽14的设置，能够增加粘贴面积，从而加强安装强度。

上述的PCB基片2上朝向壳体底部一侧面上还集成设有惯性测量单元21、温湿度采集芯片22、微控制器23和板载蓝牙天线24，其中惯性测量单元和温湿度采集芯片分别经模拟开关后与微控制器连接，板载蓝牙天线直接形成于PCB基片上并与微控制器相连接并能够通过无线基站与无线网关配对通讯。

其中惯性测量单元21采用了系统级封装的将3D加速度计和3D陀螺仪结合形成的高性能六轴MEMS惯性测量模块，该模块具有高精度和灵活性以及超低功耗等特点，可满足工业领域中的严苛应用要求。

其中温湿度采集芯片22采用常规温湿度采集芯片。

其中微控制器为32位微控制器，在设计上可根据功能匹配不同的功耗，本具体实施例中该微控制器能够提供四种能耗模式，其中包括深睡眠模式以及休眠模式。

其中板载蓝牙天线24为低功耗蓝牙模块单元(蓝牙BLE)中的部件，该板载蓝牙天线直接形成于PCB基片上，该设计能够减小传感器产品尺寸并且能够降低产品功耗，具有小型化、低功耗和良好兼容的技术特点。

其中不可充电池3为锂硫亚酰氯不可充电池组(LiSOCl₂)，本具体实施例中所采用的锂硫亚酰氯不可充电池组的电量为1.2AH，连续工作寿命在3-5年及以上，其具体工作时间视具体的工作模式来确定。其中电容组4为混合层电容器HLC)。该设计方案能够使产品具有在野外免维护超长待机的工作模式，当设备处于待机模式时，标准的LiSOCl₂电池能够提供低的日常背景电流，而HLC就像一个可充电电池一样工作，能够提供周期性的高脉冲。

壳体1的周向外侧壁上对应PCB基片的微控制器23处定位开设有一USB调试接口15，该USB调试接口内固设有一与微控制器连接的接线端子16。

本具体实施例中所述的无线振动传感器的采样频率为0.83KHz-6.6KHz，采样时长为1s-50s，采样测量精度为0.061mg/LSB-0.488mg/LSB，且该无线振动传感器满足IP67标准，适合室外-45到85℃工作环境。具体的，该无线振动传感器在感知测量能力方面：产品可以设置不通加速度测量量程，具体如下：

量程：+/-2g，测量精度：0.061mg/LSB；

量程：+/-4g，测量精度：0.122mg/LSB；

量程：+/-8g，测量精度：0.244mg/LSB；

量程：+/-16g，测量精度：0.488mg/LSB。

该无线振动传感器的工作方式如下：

固设于设备层中各设备上的无线振动传感器在日常以极低的耗电量(数微安级)处于休眠状态，此时微控制器处于深度睡眠状态，惯性测量单元处于下电状态；无线振动传感器按程序设定的时间定时唤醒，唤醒后无线振动传感器会按程序设定的采样时长和采样频率对设备层中的被测设备进行采样(此时的功耗在数毫安级)，并将采样数据发送给微控制器；然后微控制器将接收到的数据打包形成数据包，且微控制器控制射频电路将数据包发送至上级无线网关(此时的功耗为百毫安左右)；发送完成后，无线振动传感器会再次进入休眠状态，等待下一次的唤醒。

这样就可以根据不同设备的运行情况，灵活的设定传感器的各个工作模式的时间长短和组合，实现对设备长期持续进行检测。

该无线振动传感器输出的为数据组，非模拟量、非单个指标值(烈度值)，数据包含的信息丰富、完整、全面，有利于后期分析；且传感器内部结构简单、功能强大。本申请所述系统是个小型系统，同时采集三轴振动数据，三轴振动数据之间线性度高、正交性好，且对于机械系统的三轴振动测定，解决了多轴传感器安装问题。该无线振动传感器采用小型化、轻量化设计，尺寸小且封装后产品重量120克左右，其安装十分灵活、便捷，典型的安装方式只需将底部通过粘胶粘接在被测设备表面即可，底部同心圆凹槽可增加粘接面积,加强粘接强度。

本具体实施例还详细记载了一种振动检测系统，该振动检测系统属于采集感知层，与处于下层的设备层和处于上层的共享分析层共同配合使用。其中设备层为中大型泵机、减速机、风机、空压机、电机等的旋转设备构成；其中采集感知层中的本申请所述的振动检测系统包括上述的无线振动传感器100和无线网关200；其中共享分析层包括云端服务器和各种终端设备，其中终端设备有如手机等移动终端也有如PC客户端等。采集感知层中的本振动检测系统为核心部件，尤其以无线振动传感器为最核心的部分。

该振动检测系统中的无线振动传感器固定安装于设备层中各设备的振动部位处，无线网关固定安装于靠近各设备的位置处，无线振动传感器与无线网关按照数量比1:(1-n)无线连接构成该系统，其中n为大于1的自然数，系统结构灵活方便。无线振动传感器用以进行数据采集和数据发送，无线网关用以进行接收无线振动传感器发送的数据、进行数据处理和发送数据至上位系统，即无线网关将数据发送至云端服务器，客户可采用移动终端如手机或PC客户端通过云端服务器抓取数据和进行数据分析，从而达到设备的实时状态监测、设备使用状况趋势分析和故障预警。

上述系统中的无线网关200包括固设于外壳201内的至少一块PCB控制板202。在实际设置时，可以根据需求设置两种版本，一种为高配版，一种为低配版，其中高配版为两块板设计，低配版为单板设计，两个版本的整体结构均紧凑，且安装方便。高配版无线网关由两块PCB控制板构成，其中一块主要负责信号的接收和传输称为通讯板，另一块主要负责数据的处理称为核心控制模块板；两块PCB控制板通过螺丝立柱相互固定，并通过卡槽方式固定在外壳内。低配版无线网关由一块PCB控制板构成，所有信号的接收、处理和发送均在该PCB控制板上完成，PCB控制板通过卡槽方式固定在外壳内。无线网关的外壳有两种安装方式，一种方式安装在DIN导轨上，另一种方式是通过螺丝固定在电气控制柜内。

外壳的周向外侧壁上对应PCB控制板处间隔定位设有分别与该PCB控制板连接的用于插接电源插座的电源接口203、用于连接各种外置天线的天线接口204、用于连接局域网的ETH接口205和用于插设SIM卡的SIM卡插槽206。其中天线接口204包括上行天线接口和无线通讯天线接口，且该外置天线接口对应的外置天线一般通过其自身具有的磁力吸附功能吸附固定在电气柜外，以接收、发送无线信号。

上述无线网关的PCB控制板202上集成设有核心控制模块202a、无线通讯模块202b、上行通讯模块202c和电源模块202d。核心控制模块202a用于将信号解析为数据及进行数据处理；无线通讯模块202b与无线通讯天线接口连接，并用于和无线振动传感器无线连接；上行通讯模块202c与上行天线接口连接，并用于和上位系统进行上位传输；电源模块202d与电源接口203连接，并用于连接电源电路；此外上述的无线通讯模块、上行通讯模块和电源模块分别与所述核心控制模块连接。无线振动传感器的数据传输给无线网关后，由无线网关进行相应的边缘计算(即数据处理)，取得振动烈度值、FFT变换后的频域图，将初步分析后的结果上传至云端；如果上位系统需要基础数据进行分析，网关可根据指令要求将相应的数据上传。

使用上述振动检测系统进行振动检测的方法主要包括以下步骤：

S1，固设于设备层中各设备上的无线振动传感器在日常以极低耗电量处于休眠状态，此时微控制器处于深度睡眠状态，惯性测量单元处于下电状态；

S2，所述无线振动传感器按程序设定的时间定时唤醒，唤醒后无线振动传感器的惯性测量单元会按程序设定的采样时长和采样频率对设备层中的被测设备进行采样，并将采样数据发送给微控制器；其中采样频率为0.83KHz-6.6KHz，采样时长为1s-50s，采样测量精度为0.061mg/LSB-0.488mg/LSB；

S3，微控制器将接收到的数据打包形成数据包，且微控制器控制射频电路将数据包发送至上级无线网关；发送完成后，无线振动传感器会再次进入休眠状态，等待下一次的唤醒；

S4，无线网关始终通过无线通讯模块接收频率和协议相同的无线握手信号，在收到对应的无线握手信号后，将接收到的信号传送给核心控制模块，由核心控制模块从信号中解析数据；

S5，核心控制模块将解析所得的数据与内置的管理清单对比，以判断该数据是否属于本机管理的无线振动传感器，根据判断结果确定丢弃数据还是进一步处理数据；

S6，对于符合清单管理的传感器数据，按照系统设定的处理方式做数据处理；该数据处理的方式有以下三种：保持数据原状；将数据组按照算法转换成以振动烈度值为指标的指标值；将时域信号作为数据组通过FFT变换转换为频域分析数据；

S7，步骤S6中的数据处理完成后，按照系统的配置和既定的协议，通过对应的上行通讯模块将数据上行传输给上位系统，其中上行传输的方式为以太网传输、wifi传输、4G传输、LoRa传输和NBIot传输中的一种。

本申请所述检测系统已经在某油田的抽油机机组上进行了实测。现场在抽油机顶端主转动轴梁上和减速箱箱体上各安装了一个无线振动传感器；无线网关安装在抽油机控制柜上，网关与传感器距离约15米。现场安装无需新增架设管线，简单方便，且安装后可立即投入使用。对该抽油机主梁的测试数据和分析参见说明书附图12，根据该数据分析结果可以清楚的看到在主梁的某处已经有了故障隐患。通过对设备的长期检测，起到了对设备的及时预警，及时维护。

本申请所述系统中无线振动传感器输出的为数据组，非模拟量、非单个指标值(烈度值)，数据包含的信息丰富、完整、全面，有利于后期分析；且传感器内部结构简单、功能强大。本申请所述系统是个小型系统，同时采集三轴振动数据，三轴振动数据之间线性度高、正交性好，且对于机械系统的三轴振动测定，解决了多轴传感器安装问题。本系统由采集节点(无线振动传感器节点)和数据收集无线网关共同构成，可1：1构成系统，也可1：N构成系统，系统结构灵活、方便；且产品安装无需布线，对使用场景要求非常低，同时产品的温度范围和防护等级IP非常适应较为严酷环境如野外等安装使用。本系统中无线网关作为该系统的智能中转站，在云系统中作为边缘计算的节点接入上位系统，能够减轻云系统的数据计算负担和数据传输压力。

本产品采用全新的技术路线，重构系统配置，针对未来市场数字化、智能化的发展，开发了多轴同步无线物联传感远程智能检测系统。该无线智能振动温湿度传感器采用集成六轴MEMS加速度传感器芯片，结合物联网技术，解决了目前绝大部分系统中存在的系统构成复杂和因安装问题导致的数据采集困难的技术难题。通过无线数据传输和高度集成的采集、处理、数传一体化技术，简化系统构成，提高数据采集和传输效率，还极大地降低产品成本。去掉了模拟量采集导致的调理、转换电路复杂，传感器标定、校准操作复杂，信号传输易受干扰，有线传输方式导致应用场景受限等问题。此外，无线通信、低功耗、小型化、高震动感知能力的产品设计，极大延申了产品的应用场景，给产品带来广泛的市场前景。

本项目极大改善了目前市场上产品未能解决的几个技术难点，一个是连续无线数据采集传输与低功耗之间的制约，第二个是产品体积大小与关键性能指标之间的问题，实现了小体积(50mm×35mm圆柱)，低功耗(使用寿命可达3～5年，在数据采样周期较长的情况下可达8～10年)，并且可达到高分辨率性能指标(最高分辨率可达到0.061mg/LSB)，通过与相关用户的交流，已得到客户的广泛认可，且得到数位用户的确认，目前市场尚无此类产品。在其他如结构上的易安装、免维护、使用寿命长、环境适应性强等方面也对产品的应用推广起到了特别的作用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能三轴无线振动传感器，其特征在于：包括一内部具有空腔且顶部敞口的壳体(1)，所述壳体内靠近该壳体顶部敞口处定位固设有一PCB基片(2)，该PCB基片上朝向所述壳体底部一侧面上固定设有一不可充电池(3)和一电容组(4)，所述壳体(1)的顶部敞口处密封式固设有一顶部盖板(5)，且该壳体内位于壳体底部、顶部盖板以及壳体内各部件之间灌封有填充密封胶；

所述PCB基片(2)上朝向壳体底部一侧面上还集成设有惯性测量单元(21)、温湿度采集芯片(22)、微控制器(23)和板载蓝牙天线(24)，其中所述惯性测量单元和温湿度采集芯片分别经模拟开关后与所述微控制器连接，所述板载蓝牙天线直接形成于PCB基片上并与微控制器相连接，且所述惯性测量单元为由3D加速度计和3D陀螺仪结合形成的六轴MEMS惯性测量模块。

2.根据权利要求1所述的智能三轴无线振动传感器，其特征在于：所述壳体(1)呈直径50-52mm且高35-36mm的圆柱形空腔结构。

3.根据权利要求2所述的智能三轴无线振动传感器，其特征在于：所述壳体(1)的内周侧面上间隔形成有若干根PCB固定柱(11)和若干根PCB支撑柱(12)，该PCB固定柱和PCB支撑柱均等高且高度均低于壳体内空腔的高度；所述PCB基片(2)支撑放置于所述PCB支撑柱上并通过螺纹紧固件固定连接于PCB固定柱上。

4.根据权利要求2所述的智能三轴无线振动传感器，其特征在于：所述壳体(1)的内周侧面上间隔形成有若干根与壳体内空腔高度一致的顶部盖板固定柱(13)，所述壳体(1)的顶部敞口处设有一橡胶密封圈(6)，设有螺纹连接件依次穿设过顶部盖板(5)和橡胶密封圈(6)后螺纹连接于所述顶部盖板固定柱上，使顶部盖板密封式固设于所述壳体的顶部敞口处。

5.根据权利要求2所述的智能三轴无线振动传感器，其特征在于：所述壳体(1)的外侧底面上形成有若干以壳体外侧底面中心为圆心的同心圆波纹凹槽(14)，且该若干同心圆波纹凹槽铺满所述壳体的外侧底面。

6.根据权利要求2所述的智能三轴无线振动传感器，其特征在于：所述壳体(1)的周向外侧壁上对应PCB基片的微控制器(23)处定位开设有一USB调试接口(15)，该USB调试接口内固设有一与所述微控制器连接的接线端子(16)。

7.根据权利要求1所述的智能三轴无线振动传感器，其特征在于：所述不可充电池(3)为锂硫亚酰氯不可充电池组，且所述电容组(4)为混合层电容器。

8.一种振动检测系统，其特征在于：包括权利要求1至7中任一项所述无线振动传感器(100)和无线网关(200)，其中所述无线振动传感器固定安装于设备层中各设备的振动部位处，其中无线网关固定安装于靠近各设备的位置处，所述无线振动传感器与所述无线网关按照数量比1:(1-n)无线连接，其中n为大于1的自然数。

9.根据权利要求8所述的振动检测系统，其特征在于：所述无线网关(200)包括固设于外壳(201)内的至少一块PCB控制板(202)，所述外壳的周向外侧壁上对应PCB控制板处间隔定位设有分别与该PCB控制板连接的用于插接电源插座的电源接口(203)、用于连接各种外置天线的天线接口(204)、用于连接局域网的ETH接口(205)和用于插设SIM卡的SIM卡插槽(206)。

10.根据权利要求9所述的振动检测系统，其特征在于：所述PCB控制板(202)上集成设有核心控制模块(202a)、无线通讯模块(202b)、上行通讯模块(202c)和电源模块(202d)。

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