CN218724696U - 一种噪声振动一体化传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种噪声振动一体化传感器，包括盒体，盒体顶部设有上盖，盒体侧面设有插头，盒体底部安装面设有安装结构，盒体内部贴近安装面处安装有压电式加速度传感器，加速度传感器的上方设有带MEMS双轴加速度采集芯片的电路板，盒体的内部两侧边分别设有一个麦克风。本传感器在振动测试部分采用MEMS双轴加速度采集芯片和单轴压电模块合成采集的方法，在测试Z方向振动信号时，可以同时获取X、Y方向的振动信号，低频响应好，还可实现这两个方向的振动报警；在噪声测试部分采用双麦声音采集结构，相比单麦传感器具有很大优势，可以实现初步的声源定位和声音分离。另外，本传感器结构整体设计考虑防水防尘，同时具有多种安装方式，安装方便。

Description

一种噪声振动一体化传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种噪声振动一体化传感器。

背景技术

在高度发展的现代工业中，现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势，而测试系统的最前端是传感器，它是整个测试系统的灵魂。传统的振动传感器和噪声传感器的测试系统彼此独立，无法集成在一起，而往往在一些情况下(例如齿轮、轴承等的故障测试)需要同时测试噪声和振动信号，这样彼此分离的振动传感器和噪声传感器就会给安装使用造成诸多不便。另外，传统的振动传感器并且不能同时测量X,Y,Z三个方向的振动信号。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种噪声振动一体化传感器，其解决了传统的振动传感器和噪声传感器的测试系统彼此独立以及不能同时测量X,Y,Z三个方向的振动信号的问题。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种噪声振动一体化传感器，包括盒体，所述盒体的顶部设有上盖，盒体的侧面设有插头，盒体的底部安装面设有安装结构，所述盒体的内部贴近安装面处安装有压电式加速度传感器，所述压电式加速度传感器的上方设有带MEMS双轴加速度采集芯片的电路板，盒体的内部两侧边分别设有一个麦克风；

所述压电式加速度传感器用于采集Z轴振动信号，所述MEMS双轴加速度采集芯片用于采集X轴和Y轴振动信号，所述麦克风用于采集噪声信号，所述电路板用于处理所采集的信号，并经插头以电压信号的形式输出。

进一步改进在于，所述盒体的内部贴近安装面处形成有圆柱形凹槽，所述压电式加速度传感器安装在圆柱形凹槽内。

进一步改进在于，所述插头采用航空插头。

进一步改进在于，所述盒体外表面安装防水防尘网。

进一步改进在于，所述安装结构为带螺栓的安装孔。

进一步改进在于，所述安装结构由磁铁以及设于磁铁外围的绝磁环组成。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本传感器在振动测试部分采用MEMS双轴加速度采集芯片和单轴压电模块合成采集的方法，在测试Z方向振动信号时，可以同时获取X、Y方向的振动信号，低频响应好，还可实现这两个方向的振动报警；在噪声测试部分采用双麦声音采集结构，相比单麦传感器具有很大优势，可以实现初步的声源定位和声音分离。

(2)本传感器结构整体设计考虑防水防尘，能在潮湿、水中等恶劣环境中使用，扩大了应用范围，用于工业现场更具优势，理论可以达到IP67防护等级。

(3)本传感器的盒体底部设计有磁铁安装座，磁铁外缘设计有磁铁安装座包覆，使其仅在底面能够吸附，此外有两个安装孔，便于在无法使用磁铁吸附安装的条件下使用，磁力磁吸或螺纹连接多种安装方式，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构图；

图2为本实用新型的底部结构图；

图3为本实用新型上盖取下后的内部结构图；

图4为本实用新型电路板取下后的内部结构图；

图中：1、上盖；2、上盖连接螺钉；3、盒体；4、防水防尘网；5、安装孔；6、插头；7、磁铁安装螺钉；8、磁铁；9、绝磁环；10、电路板；11、电路板安装螺钉；12、MEMS双轴加速度采集芯片；13、麦克风；14、压电式加速度传感器；15、加速度传感器安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

结合图1至图4所示，一种噪声振动一体化传感器，包括盒体3，盒体3的顶部设有上盖1，上盖1通过上盖连接螺钉2进行安装固定，并在接合面进行密封，盒体3的侧面设有插头6，优选的采用航空插头6，盒体3的底部安装面设有安装结构，用于与被测对象接触固定，盒体3的内部贴近安装面处形成有圆柱形凹槽，压电式加速度传感器14通过加速度传感器安装孔15安装在圆柱形凹槽内。压电式加速度传感器14的上方设有带MEMS双轴加速度采集芯片12的电路板10，电路板10通过电路板安装螺钉11安装，盒体3的内部两侧边分别设有一个麦克风13。

本传感器将压电式加速度传感器14置于盒体3内部靠近底部安装面的圆柱形凹槽内，进而使其更接近振源，增加获取信号的强度；压电式加速度传感器14上部为电路板10，可以对采集的信号进行处理，然后再经过航空插头6以电压信号的形式输出；内部振动采用了压电和MEMS敏感元件相结合的三轴振动测量方法：在主测量轴(垂直于安装面的Z轴)采用压电模块(压电式加速度传感器14)获取振动信息，便于获取该方向的高频振动信号，得到设备更全面的频谱信息和诊断结论；在安装面(XY平面)平面内，采用MEMS双轴加速度采集芯片12，可以同时获取XY方向的振动信号，低频响应好，可以实现这两个方向的振动报警。两个麦克风13分别安装于盒体3的两个侧面，获取的声音信号也通过电路板10的处理，可以实现初步的声源定位和声音分离，再经过航空插头以电压信号的形式输出。

传感器底部为传感器的安装面，设计有两种安装方式，一种是通过底部的安装孔5，采用螺栓安装于被测对象表面；另一种安装方式是在底部加装强力吸附磁铁8和绝磁环9，磁铁8通过磁铁安装螺钉7进行固定，在便于磁铁8吸附的表面，可以将磁铁8及绝磁环9用螺钉安装于盒体3底面，绝磁环9可隔绝磁铁8其它面的磁性，只保留用于吸附被测对象表面的底部磁性，便于安装。

并且，传感器的盒体3外表面安装防水防尘网4，保护麦克风13以及盒体3内部的原件；顶部上盖3用螺钉与盒体3连接，并在接合面进行密封。结构整体设计考虑防水防尘，用于工业现场更具优势，理论可以达到IP67防护等级。

此外，传感器的Z轴振动模块采用恒流源供电，可以实现后级线缆的远距离传输，降低振动高精度采集时候的线损。底座设计考虑压电模块整体的模态分析，共振频率达到26kHz以上，完全避开压电振动采集的频响范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种噪声振动一体化传感器，包括盒体(3)，所述盒体(3)的顶部设有上盖(1)，盒体(3)的侧面设有插头(6)，盒体(3)的底部安装面设有安装结构，其特征在于，所述盒体(3)的内部贴近安装面处安装有压电式加速度传感器(14)，所述压电式加速度传感器(14)的上方设有带MEMS双轴加速度采集芯片(12)的电路板(10)，盒体(3)的内部两侧边分别设有一个麦克风(13)；

所述压电式加速度传感器(14)用于采集Z轴振动信号，所述MEMS双轴加速度采集芯片(12)用于采集X轴和Y轴振动信号，所述麦克风(13)用于采集噪声信号，所述电路板(10)用于处理所采集的信号，并经插头(6)以电压信号的形式输出。

2.根据权利要求1所述的一种噪声振动一体化传感器，其特征在于，所述盒体(3)的内部贴近安装面处形成有圆柱形凹槽，所述压电式加速度传感器(14)安装在圆柱形凹槽内。

3.根据权利要求1所述的一种噪声振动一体化传感器，其特征在于，所述插头(6)采用航空插头。

4.根据权利要求1所述的一种噪声振动一体化传感器，其特征在于，所述盒体(3)外表面安装防水防尘网(4)。

5.根据权利要求1所述的一种噪声振动一体化传感器，其特征在于，所述安装结构为带螺栓的安装孔(5)。

6.根据权利要求1所述的一种噪声振动一体化传感器，其特征在于，所述安装结构由磁铁(8)以及设于磁铁(8)外围的绝磁环(9)组成。

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