CN218270690U - 一种用于ss-y型伸缩仪的维修诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于SS‑Y型伸缩仪的维修诊断装置，包括电源模块、上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、传感器模拟模块和检测显示模块；上位机与数据采集控制模块、被测数据采集控制器连接，数据采集控制模块与电机驱动电路、前置放大电路、被测前置放大器连接，被测数据采集控制器与检测显示模块连接；电源模块与数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路、被测前置放大器连接；检测显示模块上设置有依次连接的检测显示电路和指示灯，检测显示模块与电源主机连接。该装置可对伸缩仪各主要部件进行诊断检测，从而用于仪器整体健康情况评估。

Description

一种用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置

技术领域

本实用新型涉及伸缩仪的故障检测领域，尤其涉及一种用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置。

背景技术

SS-Y型伸缩仪作为自动测量地壳形变的精密仪器，可用于测定固体潮观测、地球动力学与精密工程等方面，目前已广泛应用于全国各省市地震形变观测台站。SS-Y型伸缩仪由基线、吊丝、托架、标定电机、传感器、前置放大器、电源主机和数据采集控制器等组成，该仪器各部件的健康状况直接关系到观测数据的产出，当仪器出现故障时可能导致数据缺失，关键数据的缺失可能导致决策判断的重大失误。

影响SS-Y型伸缩仪正常观测的仪器故障有传感器故障、前置放大器故障、数据采集控制器采集和控制功能故障、标定电机标定功能故障和电源主机供电故障，当仪器的主要部件出现这些故障时，需要及时对故障进行检测诊断，从而快速对故障进行维修，使仪器正常工作。针对仪器设备的故障检测诊断，目前市面上没有专用的故障检测诊断设备，一般使用的是万用表等常用仪表和替代备件法来进行，这要求故障诊断人员具有较为丰富的经验和专业知识，否则无法快速准确进行故障排查，更有甚者会造成仪器的二次损坏。

另外SS-Y型伸缩仪一般安装在远离闹区的专用观测台站的山洞内，根据现场实际情况，仪器的基线至少10m以上，有时长达几十米。在故障检测诊断过程中，工作人员来回走动容易对别的设备造成干扰。而且由于山洞还存在照明不良、电源缺乏等状况，也会导致工作人员不能准确快速的完成故障检测诊断，使得故障不能被及时维修，从而使得观测数据长时间不可用，影响数据的连续性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供了一种用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，该装置可对SS-Y型伸缩仪各主要部件进行诊断检测，用于仪器整体健康情况评估，避免了传统人工故障诊断的困难。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，所述SS-Y型伸缩仪包括标定电机、传感器、前置放大器、数据采集控制器和电源主机，所述维修诊断装置包括电源模块、上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、传感器模拟模块以及检测显示模块；

其中上位机分别与数据采集控制模块、被测数据采集控制器连接，数据采集控制模块分别与电机驱动电路、前置放大电路、被测前置放大器连接，被测数据采集控制器与检测显示模块连接，实现检测信号的传输；

所述电源模块分别与数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路以及被测前置放大器连接，被测数据采集控制器与SS-Y型伸缩仪的机柜电源连接，进行供电，所述电机驱动电路连接被测标定电机，前置放大电路连接被测传感器，被测前置放大器与传感器模拟模块连接；

所述检测显示模块上设置有依次连接的检测显示电路和指示灯，用于被测数据采集控制器的检测，所述检测显示模块与电源主机通过电缆连接。

所述电源模块为可重复充电的电池组成，电源模块配备有充电器。

所述电源模块上设置有电源转换模块，电源转换模块将电源模块的基准电压转换成数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路以及被测前置放大器所需要的电压信号。

所述电源转换模块上连接有用于过流保护、过压保护和防短接保护的电路保护模块。

所述数据采集控制模块包括用于管理数据采集和标定控制的第一单片机以及用于管理数据存储和网络通信的第二单片机。

所述传感器模拟模块为电阻分压电路制成，并模拟被测传感器的线圈套筒与铁芯的相对位置。

所述电源模块、电机驱动电路、被测标定电机、前置放大电路、被测传感器、被测前置放大器、传感器模拟模块、数据采集控制模块、检测显示模块之间通过电线进行电路连接。

所述上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、前置放大器、数据采集控制器和检测显示模块之间通过有线或无线的方式进行信号连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置具有以下优点：1、本实用新型提供的维修诊断装置可对SS-Y型伸缩仪各主要部件，如标定电机、传感器、前置放大器、数据采集控制器和电源主机进行诊断检测，模拟各种状态并检测各部件的反应，从而用于仪器整体健康情况评估；克服了传统人工故障诊断的困难、避免无法快速排除故障以及因维修不当引发的仪器二次损坏的情况。

2、本实用新型提供的维修诊断装置具有稳定性高、操作简单、使用方便、故障诊断快速等特点，避免了仪器发生故障时人工判断的困难，极大地方便维修人员进行故障快速排查和维修。

附图说明

图1为本实用新型中维修诊断装置与SS-Y型伸缩仪被测各部件之间的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明。

SS-Y型伸缩仪的现场故障检测按照使用的场地分为就地侧和机柜侧的故障检测，其中就地侧的检测包括标定电机、传感器以及前置放大器的检测，机柜侧的检测包括数据采集控制器和电源主机的检测。本实用新型提供的维修诊断装置能够在就地侧和机柜侧对SS-Y型伸缩仪的上述部件进行检测诊断。

本实施例提供的维修诊断装置包括电源模块、上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、传感器模拟模块和检测显示模块，各部件与伸缩仪被测各部件之间的连接示意图如图1所示。

在供电方面，电源模块分别与数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路以及被测前置放大器连接，从而进行供电。本实施例中电源模块上设置有电源转换模块(图中未画出)，电源转换模块将电源模块的基准电压转换成数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路以及被测前置放大器所需要的电压信号。具体地，电源转换模块将电源模块的+12VDC电源进行转换，其中数据采集控制模块直接使用+12VDC电源，电机驱动电路使用转换成的±15VAC电压，前置放大电路和被测前置放大器使用转换成的±20VAC电压，检测显示模块使用转换成的+1VDC的电压。电源转换模块上连接有用于过流保护、过压保护和防短接保护的电路保护模块，避免被测部件对维修诊断装置的损坏。

电机驱动电路连接被测标定电机，前置放大电路连接被测传感器，被测前置放大器与传感器模拟模块连接，形成电路通路，具体地，电源模块、电机驱动电路、被测标定电机、前置放大电路、被测传感器、被测前置放大器、传感器模拟模块、数据采集控制模块、检测显示模块之间通过电线进行电路连接。具体地，电源模块为可重复充电的电池组成，如锂电池等，电源模块配备有充电器。在检测前，先使用充电器对维修诊断装置的电源模块内的电池进行充电，平时也应注意电池的按期保养和定期充电。

本实施例中，被测数据采集控制器通过SS-Y型伸缩仪的机柜侧的机柜电源进行供电，被测数据采集控制器与SS-Y型伸缩仪的机柜电源连接，无需电源模块供电。

在检测信号的传输方面，本实施例中上位机分别与数据采集控制模块、被测数据采集控制器连接，数据采集控制模块分别与电机驱动电路、前置放大电路、被测前置放大器连接，被测数据采集控制器与检测显示模块连接，实现检测信号的传输。上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、前置放大器、数据采集控制器和检测显示模块之间通过有线或无线的方式进行信号连接。

本实施例中数据采集控制模块采用双单片机的方案(与数据采集控制器相同)，包括用于管理数据采集和标定控制的第一单片机以及用于管理数据存储和网络通信的第二单片机。上位机与数据采集控制模块连接，进行数据的查看和管理，并进行标定控制。

就地侧的检测包括标定电机、传感器和前置放大器的检测，涉及到维修诊断装置的电源模块、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、传感器模拟模块和上位机。

当检测标定电机时，将被测标定电机的输入插头断开并接入到检测装置的电机驱动电路，此时电源模块、电机驱动电路和被测标定电机通过电线依次连接，上位机、数据采集控制模块以及电机驱动电路连接，通过上位机进行标定操作(与SS-Y型伸缩仪的标定操作相同)，数据采集控制模块将接收到的电机控制信号发送到电机驱动电路，经过功率放大，驱动标定电机按照制定的程序进行转动，通过检查标定电机转动方向和圈数，可以判定标定电机是否发生故障，如标定电机在标定操作时，标定电机应按照规定的顺序和方向进行转动，同时带动标定器的运动棒完成相应标定动作。

当检测传感器时，将被测传感器的输入插头断开并接入到前置放大电路，此时电源模块、前置放大电路和被测传感器通过电线依次连接，上位机、数据采集控制模块以及前置放大电路连接，缓慢旋转伸缩仪的调零机构，传感器输出位移信号，前置放大电路将传感器的位移信号转换成相应的电压信号输出，再对电压信号进行交流放大、同步检波、直流滤波和直流放大，从而转换成所要求的电信号，最终输入数据采集控制模块并存储，通过上位机查看存储的实时数据，可以判定传感器是否发生故障。

当检测前置放大器时，将被测前置放大器的输入、输出插头断开并分别接入电源模块和传感器模拟模块中，此时电源模块、被测前置放大器和传感器模拟模块通过电线依次连接；同时，将被测前置放大器的信号插头断开并接入数据采集控制模块中。具体地，传感器模拟模块为电阻分压电路制成，通过采用电阻分压的接线方式模拟传感器线圈套筒与铁芯的相对位置，使被测前置放大器产生一定的电压信号，数据采集控制模块接收前置放大器输出的信号，进行A/D转换，并最终存储在上位机的第二单片机内。通过上位机查看存储的传感器模拟模块产生的实时数据，可以判定前置放大器是否发生故障。

机柜侧的检测包括数据采集控制器和电源主机的检测，涉及到维修诊断装置的电源模块、检测显示模块和上位机。

具体地，检测显示模块上设置有依次连接的检测显示电路和指示灯。当检测数据采集控制器时，此时以SS-Y型伸缩仪的机柜电源对被测数据采集控制器进行供电，以电源模块对检测显示电路供电，且电源转换模块将电源模块的基准电压转换成+1VDC的电压。将被测数据采集控制器的信号断开并与上位机和检测显示模块相连，检测显示电路将接收到的+1VDC的电压信号发出模拟信号至被测数据采集控制器，根据被测数据采集控制器的屏幕显示，可判断被测数据采集控制器的数据采集情况是否正常，上位机可连接数据采集控制进行数据查看和管理。通过上位机发出控制信号，被测数据采集控制器控制控制信号端接收控制信号，控制检测显示模块上的指示灯，查看指示灯的显示情况，从而检测被测数据采集控制器的数据控制功能是否正常。

当检测电源主机时，被测电源主机与检测显示模块通过电缆连接，具体地，被测电源主机的电源插头和标定信号插头分别接入检测显示模块的电源端口和标定电源端口，通过检测显示模块显示被测电源主机的电源输出情况和电机电源输出情况，从而检测主机电源是否发生故障(供电电压稳定性等)。检测显示模块中设置有电压检测模块，能够实时检测电压的稳定性。

当SS-Y型伸缩仪的标定异常时，可以通过维修诊断装置对标定电机进行检测，若标定电机没有问题，则较为可能是机柜侧的电源主机供电问题或数据采集控制器命令控制的故障，再分别检测电源主机和数据采集控制器。当SS-Y型伸缩仪的信号异常时，可以在就地侧分别检测传感器和前置放大器的情况，若传感器和前置放大器均正常，则较为可能是机柜侧的电源主机供电问题或数据采集控制器命令控制的故障，再分别检测电源主机和数据采集控制器。通过在就地侧和机柜侧对伸缩仪各主要组成部件进行分别检测后，可以排查仪器故障，并获知仪器的整体健康情况，达到现场快速检修的目的。

Claims (8)

1.一种用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，所述SS-Y型伸缩仪包括标定电机、传感器、前置放大器、数据采集控制器和电源主机，其特征在于：所述维修诊断装置包括电源模块、上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、传感器模拟模块以及检测显示模块；

其中上位机分别与数据采集控制模块、被测数据采集控制器连接，数据采集控制模块分别与电机驱动电路、前置放大电路、被测前置放大器连接，被测数据采集控制器与检测显示模块连接，实现检测信号的传输；

所述电源模块分别与数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路以及被测前置放大器连接，被测数据采集控制器与SS-Y型伸缩仪的机柜电源连接，进行供电，所述电机驱动电路连接被测标定电机，前置放大电路连接被测传感器，被测前置放大器与传感器模拟模块连接；

所述检测显示模块上设置有依次连接的检测显示电路和指示灯，用于被测数据采集控制器的检测，所述检测显示模块与电源主机通过电缆连接。

2.根据权利要求1所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述电源模块为可重复充电的电池组成，电源模块配备有充电器。

3.根据权利要求1所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述电源模块上设置有电源转换模块，电源转换模块将电源模块的基准电压转换成数据采集控制模块、检测显示模块、电机驱动电路、前置放大电路以及被测前置放大器所需要的电压信号。

4.根据权利要求3所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述电源转换模块上连接有用于过流保护、过压保护和防短接保护的电路保护模块。

5.根据权利要求1所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述数据采集控制模块包括用于管理数据采集和标定控制的第一单片机以及用于管理数据存储和网络通信的第二单片机。

6.根据权利要求1所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述传感器模拟模块为电阻分压电路制成，并模拟被测传感器的线圈套筒与铁芯的相对位置。

7.根据权利要求1所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述电源模块、电机驱动电路、被测标定电机、前置放大电路、被测传感器、被测前置放大器、传感器模拟模块、数据采集控制模块、检测显示模块之间通过电线进行电路连接。

8.根据权利要求1所述的用于SS-Y型伸缩仪的维修诊断装置，其特征在于：所述上位机、数据采集控制模块、电机驱动电路、前置放大电路、前置放大器、数据采集控制器和检测显示模块之间通过有线或无线的方式进行信号连接。

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