CN221198426U - 一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，属于设备监测技术领域，包括发电组件，发电组件依次与整流模块、稳压模块、锂电池电性连接，锂电池与ATmega328P芯片的第一引脚和第二引脚电性连接，三轴MEMS传感器芯片与ATmega328P芯片的第五引脚电性连接，外部存储器与ATmega328P芯片的第三十引脚电性连接，无线通信模块与ATmega328P芯片的第二十九引脚电性连接，解决了传统监测方式需要大量的人工操作和实地测量，效率低下，而且由于隧道环境的恶劣，布线施工难度大，检修不方便，对人员的安全也存在威胁的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及设备监测技术领域，具体而言，涉及一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置。
背景技术
在隧道工程中，旋转机械设备如风机、水泵、电机等是必不可少的组成部分，这些设备运行状态的好坏直接影响到隧道工程的顺利进行，然而，由于隧道环境的特殊性和复杂性，对这些设备的监测和维护一直是一个难题。传统的监测方式通常需要大量的人工操作和实地测量，不仅效率低下，而且由于隧道环境的恶劣，布线施工难度大，检修不方便，对人员的安全也存在一定的威胁。
实用新型内容
为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，用于解决上述问题。
本实用新型是这样实现的：
一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，包括发电组件，所述发电组件依次与整流模块、稳压模块、锂电池电性连接，所述锂电池与ATmega328P芯片的第一引脚和第二引脚电性连接，三轴MEMS传感器芯片与所述ATmega328P芯片的第五引脚电性连接，外部存储器与所述ATmega328P芯片的第三十引脚电性连接，无线通信模块与所述ATmega328P芯片的第二十九引脚电性连接。
在本实用新型的一种实施例中，所述发电组件包括外部线圈，所述外部线圈的内部通过支撑弹簧设置有中心磁钢，所述中心磁钢可在所述外部线圈的内部上下运动。
在本实用新型的一种实施例中，所述发电组件上设置有调理电路，所述调理电路与所述ATmega328P芯片的第三十一引脚电性连接。
在本实用新型的一种实施例中，所述调理电路与所述整流模块并联。
在本实用新型的一种实施例中，所述ATmega328P芯片的第三和第四引脚接地。
本实用新型的有益效果是：
1、该监测装置无需外部供电和外部接线，监测装置能依靠设备本身的振动使发电组件中的中心磁钢在外部线圈内做上下运动，以电磁感应原理进行发电，为锂电池充电，当被测设备不工作时，监测装置也能工作很长一段时间；
2、在信号发送机制上，传统的监测装置以实时发送为主，大部分正常信号是无效的，该装置可定时发送，去除重复数据节约能耗，当被测设备停止运行时，监测价值不大，该监测装置可进行休眠直到三轴MEMS传感器芯片监测到被测设备再次运行即唤醒运行程序，通过该节能模式降低了能耗、延长该检测装置的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施方式提供的隧道旋转机械设备无线动态监测装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施方式提供的ATmega328P芯片的通信框图。
图中：10、发电组件；101、中心磁钢；102、支撑弹簧；103、外部线圈；11、整流模块；12、稳压模块；13、锂电池；14、ATmega328P芯片；15、外部存储器；16、调理电路；17、三轴MEMS传感器芯片；18、无线通信模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1-2所示，本实用新型提供一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，包括发电组件10，发电组件10包括外部线圈103、中心磁钢101和支撑弹簧102，通过支撑弹簧102将中心磁钢101设置在外部线圈103的内部中心处，该监测装置安装在被测设备上，当被测设备在通电工作时，设备本身产生振动，引起内部的中心磁钢101上下往复运动，同时磁力线切割周围线圈，线圈生产与振动等比的电动势能，将电动势能引出产生电信号，该监测装置无需外部供电和外部接线，依靠被测设备本身的震动进行发电，不受设备位置和布线影响。
本实施例中，发电组件10依次与整流模块11、稳压模块12、锂电池13电性连接，其中，整流模块11主要将振动引起中心磁钢101上下运动切割线圈产生的电信号进行整流，转化为直流电信号，同时通过稳压模块12稳压处理持续为锂电池13充电，锂电池13在设备使用过程中都可以持续进行充电。
本实施例中，锂电池13与ATmega328P芯片14的第一引脚和第二引脚电性连接，锂电池13为ATmega328P芯片14提供电能，三轴MEMS传感器芯片17与ATmega328P芯片14的第五引脚电性连接，三轴MEMS传感器芯片17用于检测设备状态，如倾斜、位置偏移、振动加速度等，并通过ATmega328P芯片14上的ADC(模数转换器)接口将连续的电信号转换为离散的数字信号，以便于ATmega328P芯片14能够处理和分析这些数据，外部存储器15与ATmega328P芯片14的第三十引脚电性连接，无线通信模块18与ATmega328P芯片14的第二十九引脚电性连接。
进一步的，ATmega328P芯片14的第三第四引脚接地，避免ATmega328P芯片14被损坏。
进一步的，发电组件10上设置有调理电路16，调理电路16与ATmega328P芯片14的第三十一引脚电性连接，调理电路16与整流模块11并联，调理电路16为现有技术，故调理电路16的电路连接关系就不过多赘述，调理电路16的作用首先是对发电组件10的输出电压进行初步调节，以满足整流模块11的输入要求，然后对输出电流进行控制，避免电流过大或者过小对整流模块11造成损害，最后放置电流方向流入整流模块11的异常情况发生，具体提的将发电组件10后级信号进行采集，可获得正比于外部振动的电信号波形，由调理电路16滤波、放大后由ADC(模数转换器)进行采样，最后由ATmega328P芯片14进行控制。
实施例2
节能模式，首先在ATmega328P芯片14中设定数据筛查和去重程序，由于实时监测过程大部分正常信号是无效的，通过该程序去除无效数据，降低数据发送的能耗，然后通过无线通信模块18设置定时发送和超限即时发送，如监测数据半小时发送一次，其中外部存储器15存储的检测数据即将满了即可主动唤醒发送程序，将数据发出并释放，最后被测设备工作时，该检测装置自身可发电，可保持长期工作，而当设备停止运行时，监测价值不大，该监测装置可进行休眠直到三轴MEMS传感器芯片17监测到被测设备再次运行即唤醒运行程序，通过节能模式降低了该监测装置的能耗、延长使用寿命。
具体的，该一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置的工作原理：将该监测装置设置在被测设备上，被测设备通电时设备本身产生振动，引起发电组件10中的中心磁钢101在外部线圈103内上下往复运动，利用电磁感应发电，然后通过调理电路16对发出的电压和电流进行控制使其达到整流模块11的输入要求，利用整流模块11将电信号转化为直流电信号，然后通过稳压模块12持续为锂电池13充电，锂电池13对内部的微电子电路提供电能，如ATmega328P芯片14和无线通信模块18等，三轴MEMS传感器芯片17用于检测设备状态，如倾斜、位置偏移、振动加速度等，并通过ATmega328P芯片14上的ADC(模数转换器)接口将连续的电信号转换为离散的数字信号，以便于ATmega328P芯片14能够处理和分析这些数据，无线通信模块18用于数据发送和指令接收，通过上述结构，解决了传统监测方式需要大量的人工操作和实地测量，效率低下，而且由于隧道环境的恶劣，布线施工难度大，检修不方便，对人员的安全也存在威胁的问题。
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
Claims (5)
1.一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，其特征在于，包括发电组件(10)，所述发电组件(10)依次与整流模块(11)、稳压模块(12)、锂电池(13)电性连接，所述锂电池(13)与ATmega328P芯片(14)的第一引脚和第二引脚电性连接，三轴MEMS传感器芯片(17)与所述ATmega328P芯片(14)的第五引脚电性连接，外部存储器(15)与所述ATmega328P芯片(14)的第三十引脚电性连接，无线通信模块(18)与所述ATmega328P芯片(14)的第二十九引脚电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，其特征在于，所述发电组件(10)包括外部线圈(103)，所述外部线圈(103)的内部通过支撑弹簧(102)设置有中心磁钢(101)，所述中心磁钢(101)可在所述外部线圈(103)的内部上下运动。
3.根据权利要求2所述的一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，其特征在于，所述发电组件(10)上设置有调理电路(16)，所述调理电路(16)与所述ATmega328P芯片(14)的第三十一引脚电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，其特征在于，所述调理电路(16)与所述整流模块(11)并联。
5.根据权利要求1所述的一种隧道旋转机械设备无线动态监测装置，其特征在于，所述ATmega328P芯片(14)的第三和第四引脚接地。
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