CN2757144Y - 一种故障隐患检测装置 - Google Patents

Abstract

一种故障隐患检测装置。为克服现有技术所需设备价格昂贵的缺点，本实用新型采用传感器输出经变送器分别连接带通滤波器、高通滤波器和低通滤波器。滤波器均输出到逻辑判断比较器。被测部件存在隐患时，变送器输出信号中含有高于或低于设备正常工作频带的频率，逻辑判断比较器输出高电平，误触发延时器工作，当隐患存在时间大于延时器设置的时间后报警，否则延时器停止工作，不报警。传感器或变送器的硬故障分别通过限流电路1和限流电路2启动报警装置。本实用新型可在线实时检测部件故障隐患，并对传感器和变送器出现的硬故障报警。其价格低廉，通用性较好，有广阔的使用前景。

Description

一种故障隐患检测装置

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种设备检测装置，尤其是一种能够检测设备故障隐患的装置。

(二)背景技术：

一般设备或零部件从出现损坏的征兆到彻底损坏有一个过程，零部件的劣化程度、故障隐患必须实时进行状态监测和诊断，及早发现故障隐患也就是避免损失。但是现有技术均是检测设备运行中出现的过压，过流现象并报警，并不能检测故障隐患。例如对大型机械轴承的振动状态是通过加装加速度传感器进行轴振动监测的，当轴承出现裂缝时，其振动频率发生异常，加速度传感器的电流、电压出现变化但还在传感器的工作范围内，传感器反映不出裂缝已出现。

针对这一问题中国期刊全文数据库中《火灾科学》杂志在1999年第二期中公开了一种电气线路火险隐患与运行设备故障隐患在线热诊断的方法，是根据电气线路和设备表面温度场的变化，通过建立数学模型和数据库，对电气线路和设备的故障隐患进行在线诊断。集红外热象监测技术、传热学、电工学和计算机技术为一体，具有非接触、在线诊断、准确给出故障位置等特点，能精确发现温度场异常点，确定隐患等级，推测隐患的发展程度。该系统由三大部分组成：1.红外热象及可视图象采集部分；2.故障分析数据处理中心；3.数据库管理及结果输出部分。这种方法依赖于专用设备，其价格和运行费用都是十分昂贵的。

(三)发明内容：

为了克服现有技术电气线路火险隐患与运行设备故障隐患在线热诊断方法价格昂贵的不足，本实用新型提供了一种利用在线传感器检测部件工作频率的变化从而发现故障隐患的装置。

本实用新型由传感器、变送器、带通滤波器、高通滤波器、低通滤波器、逻辑判断比较器、误触发延时器、限流电路1、限流电路2和报警装置组成。其中：传感器的输出端连接到变送器。变送器输出端分别经高精度运放连接三路滤波器，第一路连接设置为被测部件正常工作频带的带通滤波器，第二路连接设置为高于被测部件工作频带的高通滤波器，第三路连接设置为低于被测部件工作频带的低通滤波器。三路滤波器的输出均连接到逻辑判断比较器。被检测部件存在故障隐患时，变送器输出信号中含有高于或低于设备正常工作频带范围的频率，高通滤波器或低通滤波器输出高电平信号，从而使逻辑判断比较器输出高电平信号，误触发延时器开始工作，当故障隐患存在的时间大于延时器设置的时间后输出信号至报警装置并报警，若在延时期内传感器输出信号频率恢复至正常范围，误触发排除，延时器停止工作，不报警。若传感器出现硬故障，通过限流电路1直接启动报警装置。若变送器出现硬故障，通过限流电路2直接启动报警装置。

作为本发明的一个优选方案，所述滤波器均可以是石英晶体滤波器。

作为本发明的另一个优选方案，所述限流电路可以由两个电阻和一个发光二极管的串联电路组成。

作为本发明的第三个优选方案，所述逻辑判断比较器可以由一个或非门电路和一个与非门电路串联组成。

作为本发明的第四个优选方案，所述误触发延时电路可以由电阻、电容和集成时基器组成，电阻和电容的连接点与集成时基器的第二、第六、第七管脚连接，所述电容的另一端接地，所述电阻的另一端与集成时基器的第四和第八管脚连接，并与逻辑判断比较器的输出端连接。

本实用新型可在线实时检测部件有无故障隐患存在，并对传感器和变送器出现的过压、过流硬故障报警。其价格低廉，通用性较好，有广阔的使用前景。

(四)附图说明：

附图1是根据本实用新型的故障隐患检测装置的原理方框图。

附图2是根据本实用新型优选实施例的故障隐患检测装置的电路图。

(五)具体实施方式：

如图2所示，带通滤波器由集成运放电路U1、石英晶体滤波器IC1、二极管D1、电阻R1、电容C1组成。电阻R1的一端连接变送器，另一端连接集成运放电路U1第3脚。集成运放电路U1第2脚接地。集成运放电路U1第6脚连接所述滤波器IC1的1端，所述滤波器IC1的2端连接二极管D1阳极，二极管D1阴极连接电容C1阳极、所述滤波器IC1的3端接地，电容C1阴极接地。

高通滤波器由集成运放电路U2、石英晶体滤波器IC2、二极管D2、电阻R2、电容C2组成。电阻R2的一端连接变送器，另一端连接集成运放电路U2第3脚。集成运放电路U2第2脚接地。集成运放电路U2第6脚连接所述滤波器IC2的1端，所述滤波器IC2的2端连接二极管D2阳极，二极管D2阴极连接电容C2阳极，所述滤波器IC2的3端接地，电容C2阴极接地。

低通滤波器由集运放成电路U3、石英晶体滤波器IC3、二极管D3、电阻R3、电容C3组成。电阻R3的一端连接变送器，另一端连接集成运放电路U3第3脚。集成运放电路U3第2脚接地。集成运放电路U3第6脚连接所述滤波器IC3的1端，所述滤波器IC3的2端连接二极管D3阳极，二极管D3阴极连接电容C3阳极，所述滤波器IC3的3端接地，电容C3阴极接地。

逻辑判断比较器由集成与非门电路U4和集成或非门电路U5组成。集成与非门电路U4第1脚连接二极管D1阴极和电容C1阳极，集成与非门电路U4第2脚连接集成或非门电路U5第3脚。集成与非门电路U4第3脚连接555集成时基器U6第4脚、第8脚和电阻R7，集成或非门电路U5第1脚连接二极管D2阴极和电容C2阳极，集成或非门电路U5第2脚连接二极管D3阴极和电容C3阳极。

误触发延时器由555集成时基器U6、发光二极管LED2、电阻R7、电阻R9、电容C4组成。电阻R7连接集成与非门电路U4第3脚、555集成时基器U6第4脚和第8脚。电阻R7另一端连接555集成时基器U6第2脚、第6脚、第7脚和电容C4阳极。555集成时基器U6第1脚、第5脚接地。电容C4阴极接地。555集成时基器U6第3脚连接电阻R9、集成或门电路U7第3脚。电阻R9另一端连接发光二极管LED2阳极，发光二极管LED2阴极连接地。

限流电路1由电阻R4、电阻R6、发光二极管LED1组成。传感器连接变送器和电阻R4的一端，电阻R4另一端连接集成或门电路U7第2脚和电阻R6。电阻R6的另一端连接发光二极管LED1阳极，发光二极管LED1阴极接地。

限流电路2由电阻R5、电阻R8、发光二极管LED3组成。变送器连接电阻R5的一端，电阻R5另一端连接集成或门电路U7第4脚和电阻R8。电阻R8的另一端连接发光二极管LED3阳极，发光二极管LED3阴极接地。

故障隐患报警由集成四或门电路U7和扬声器SP组成。集成四或门电路U7第1脚连接扬声器SP，扬声器SP另一端接地。

当被测部件正常工作时，传感器输出信号经变送器和集成运放电路U1进入带通滤波器，带通滤波器输出高电平信号并送入逻辑判断比较器。正常工作时高通滤波器和低通滤波器交流分量输出均为零，逻辑判断比较器输出为低电平，误触发延时器不工作。

当被测部件出现故障隐患时，传感器输出信号的频率将进入高通滤波器或低通滤波器工作频带，所述高通滤波器或低通滤波器或两个滤波器同时输出高电平信号进入逻辑判断比较器，所述逻辑判断比较器输出高电平信号，误触发延时器开始计数。当故障隐患存在的时间大于延时器设置的时间后输出信号至报警装置并报警，若在延时期内传感器输出信号频率恢复至正常范围，误触发排除，延时器停止工作，不报警。

当传感器出现硬故障时，传感器输出端出现高电平信号，限流电路1接通，发光二极管LED1点亮，并由集成四或门电路U7输出信号至扬声器SP报警。

当变送器出现硬故障时，变送器输出端出现高电平信号，限流电路2接通，发光二极管LED3点亮，并由集成四或门电路U7输出信号至扬声器SP报警。

Claims (5)

1.一种故障隐患检测装置，包括传感器、变送器、带通滤波器、高通滤波器、低通滤波器、逻辑判断比较器、误触发延时器、限流电路(1)、限流电路(2)和报警装置，其特征在于：传感器电信号分别连接变送器、限流电路(1)；变送器分别与带通滤波器、高通滤波器、低通滤波器、限流电路(2)连接；带通滤波器、高通滤波器和低通滤波器均连接逻辑判断比较器；逻辑判断比较器通过误触发延时器连接报警装置；限流电路(1)、限流电路(2)分别连接报警装置。

2.根据权利要求1的故障隐患检测装置，其特征在于所述滤波器均是石英晶体滤波器。

3.根据权利要求1的故障隐患检测装置，其特征在于所述限流电路由两个电阻和一个发光二极管的串联电路组成。

4.根据权利要求1的故障隐患检测装置，其特征在于所述逻辑判断比较器由一个或非门电路和一个与非门电路串联组成。

5.根据权利要求1的故障隐患检测装置，其特征在于所述误触发延时电路可以由电阻、电容和集成时基器组成，电阻和电容的连接点与集成时基器的第二、第六和第七管脚连接，电容的另一端接地，电阻的另一端与集成时基器的第四和第八管脚连接，并与逻辑判断比较器的输出端连接。