TWM598901U - 震動感測裝置 - Google Patents

Abstract

一種震動感測裝置，其包含：一感測器，具有一感測件與一第一轉換件；該感測器電性連接該第一轉換件；一控制器，具有一控制件、一第二轉換件與一通訊件；該第二轉換件與該通訊件分別電性連接該控制件；以及一傳輸器，分別電性連接該第一轉換件與該第二轉換件；藉此，該感測件偵測一震動訊號並傳輸至該第一轉換件，該第一轉換件將該震動訊號轉換為一轉換訊號，並經由透過該傳輸器傳輸至該第二轉換件；該轉換訊號經由該第二轉換件轉換為該震動訊號後傳送至該控制件；該控制件將該震動訊號透過該通訊件傳送至一電腦。

Description

震動感測裝置

本新型係關於一種感測裝置之技術領域，特別是指一種震動感測裝置。

現今機械化設備普及，各工廠生產線大多使用機械代工，當機械損壞時，常常會影響到整條生產線。大型工廠可經由購買兩台以上之機械進行備用，相對地，小型工廠會因為資金問題而無法編列更多預算以購買機台。

而機械設備最害怕即是濕度與震動，濕度加上空氣中之氧氣會加速機械零件氧化。而震動造成零件鬆脫，更進一步可能會造成無法彌補之損失，例如：生產線停擺或者是產品品質不好等情況。因此一般工廠會控制產線相關濕度，並安裝震動感測裝置進行震動感測，以記錄其震動週期與強度。

最終可經由震動感測裝置記錄設備損耗與故障週期性，並收集資訊回送至資料庫分析，可以有效率的編排設備維護，以達到可預期風險的控管。

但目前業界主要使用的震動感測裝置種類為MEMS型加速度規，但其與主MCU間之距離較短，對於便利性來說，較為欠缺。另一方面，用於機構較複雜之機台、製造機具或機械手臂時，常會受限於感測裝置體積以及其與控制板之訊號傳輸距離之限制，導致無法深入較遠之距離與較精確之位置進行佈建與感測。

本新型之目的在於提供一種震動感測裝置，其具有較長之傳輸距離之效果。

一種震動感測裝置，其包含：一感測器，具有一感測件、一第一轉換單元與一第一傳輸介面；該感測器電性連接該第一轉換單元；該第一轉換單元電性連接該第一傳輸介面；一控制器，具有一控制件、一第二轉換單元、一通訊件與一第二傳輸介面；該第二傳輸介面電性連接該第二轉換單元；該第二轉換單元與該通訊件分別電性連接該控制件；以及一傳輸器，分別電性連接該感測器之第一傳輸介面與該控制器之第二傳輸介面；藉此，該感測器之感測件偵測一震動訊號並傳輸至該第一轉換單元，該第一轉換單元將該震動訊號轉換為一轉換訊號，並經由該第一傳輸介面透過該傳輸器傳輸至該第二傳輸介面；該轉換訊號經由該第二轉換單元轉換為該震動訊號後傳送至該控制件；該控制件將該震動訊號透過該通訊件傳送至一電腦。

在一實施例中，其中該控制器更具有一電源件，電性連接至該控制件，以提供一電能予該控制件。

在一實施例中，其中該控制器更具有一儲存件，電性連接該控制件。

在一實施例中，其中該傳輸器具有一雙絞線。

在一實施例中，其中該傳輸器具有一同軸電纜。

在一實施例中，其中該控制器之通訊件的通訊方式可選自於由有線通訊方式、Wifi、藍芽、ZigBee、Thread、ANT+所組成之群組之其中一者。

在一實施例中，其中該第一轉換單元與該第二轉換單元分別具有一低電壓差分訊號IC。

在一實施例中，其中該第一轉換單元與該第二轉換單元分別具有一微控制件。

在一實施例中，其中該第一傳輸介面與該第二傳輸介面可選自於由USB、SPI、VAR+、I2C、RS232、RS485、RS422、Ethernet、HDMI、GigE、Camera Link、DVI/SDI、Optical Fiber所組成之群組之其中一者。

在一實施例中，其中該第二轉換單元之微控制件係設置於該控制器之該控制件。

以上述技術手段可解決習用震動感測裝置之傳輸距離較短之問題，可經由該第一轉換單元、該第二轉換單元、該二傳輸介面，達成傳輸距離較遠之新型目的。本新型具有較長之傳輸距離，用於機構較複雜之機台、製造機具或機械手臂時，即可伸入較遠之距離與較精確之位置進行佈建與感測。並可搭配感測應用情境需要，輸入客製化程式。

以下即依本新型的目的與功效，茲舉出較佳實施例，並配合圖示詳細說明。

請參閱第1圖所示，本新型揭示一種震動感測裝置1，其具有較長之傳輸距離，並可傳輸至電腦之資料庫進行數據分析，以利使用者可經由資料庫分析訂定相關機台維護時程，以節省成本與時間。該震動感測裝置1具有一感測器10、一控制器20，以及一傳輸器30。

請參閱第2圖與第3圖所示，該感測器10具有一殼體14與一電路模組11，該電路模組11具有一基板並設於該殼體14中。該基板上設有一感測件12與一第一轉換件13，並經由該基板之電路電性連接。該感測件12電性連接該第一轉換件13。該第一轉換件13具有一第一轉換單元131與一第一傳輸介面132，且該第一轉換單元131電性連接該第一傳輸介面132。該感測器10用以感測震動頻率與周期等，並據以產生一震動訊號傳輸至該第一轉換件13之該第一轉換單元131。該第一轉換單元131將該震動訊號轉換為一轉換訊號。在本實施例中，該感測器10係為微機電型(Microelectromechanical Systems，MEMS)加速度規；該第一轉換單元131係為一低電壓差分訊號IC (Low Voltage Differential Signaling)。

該控制器20亦具有一殼體27與一電路模組21，該電路模組21具有一基板並設於該殼體27中。該基板上設有一控制件22、一電源件23、一第二轉換件24、一儲存件25以及一通訊件26，並經由該基板之電路電性連接。其中，該電源件23、該儲存件25、該通訊件26以及該第二轉換件24分別電性連接該控制件22。該控制件22接收使用者之指令，並控制所連接之元件進行動作。該電源件23經由該控制件22提供電能予該儲存件25、該通訊件26以及該第二轉換件24使用。該第二轉換件24具有一第二轉換單元241與一第二傳輸介面242，且該第二轉換單元241電性連接該第二傳輸介面242，該第二傳輸介面242係用以接收該轉換訊號。該第二轉換單元241再將該轉換訊號轉換成該震動訊號，且該控制件22可進一步控制將該震動訊號儲存於該儲存件25。該通訊件26可透過該控制件22之控制，經由不同通訊方式進行資料傳遞，其通訊方式包含：有線通訊方式或Wifi、藍芽、ZigBee、Thread、ANT+等無線傳輸方式。在本實施例中，該第二轉換單元241係為一低電壓差分訊號IC (Low Voltage Differential Signaling)。

在此特別說明，該第一轉換件13之該第一轉換單元131與該第二轉換件24之該第二轉換單元241係為一配對之低電壓差分訊號IC。該低電壓差分訊號IC利用其可將一條訊號轉換成一組二條差分式訊號之特性，再藉由差分訊號的特性，區別於傳統的一根信號線一根地線的做法，差分訊號在這兩根線上皆傳輸信號，且該二條信號的振幅相同，相位相反，如此可使傳輸距離拉長，以達到本新型目的。另外，該低電壓差分訊號IC最多可同時轉換四條訊號，變成四組二條差動式訊號，可提高其傳輸之速度。再進一步說明，利用該低電壓差分訊號IC不需要額外的程式或軟體進行控制，即可達到傳輸距離之延長。

該傳輸器30係為一傳輸媒體，一端連接該第一轉換件13之該第一傳輸介面132，另一端連接該第二轉換件24之該第二傳輸介面242。該傳輸器30用以傳輸該轉換訊號。在本實施例中，該傳輸器30係為一雙絞線(two pair cable)。在另一實施例中，該傳輸器30係為一同軸電纜(micro coaxial cable)。

在此特別說明，在本實施例中，該第一傳輸介面132與該第二傳輸介面242係為該雙絞線連接一插座，且該插座焊接於該感測器10與該控制器20之該二基板之焊點位置，以形成該二傳輸介面132, 242。

請參閱第3圖與第4圖所示，該感測器10設置於一機械手臂100，當該機械手臂100運作時同時該感測器10進行震動感測，並將所感測之震動訊號傳送至該第一轉換件13。該第一轉換單元131將該震動訊號轉換成該轉換訊號，並經由該第一傳輸介面132與該傳輸器30傳輸至該控制器20。該第二轉換件24之第二傳輸介面242接收該轉換訊號，再經由該第二轉換單元241將該轉換訊號轉換成該震動訊號，以得到相關震動資訊。最後，該控制器20控制該第二轉換件24將該震動訊號傳送至該控制器20之儲存件25進行資料儲存。亦可通過該通訊件26將資料以無線或有線之方式傳送至一電腦200之資料庫。以利使用者分析時，可利用程式軟體將資料庫之數據進行分析，並利用所分析之資料訂定適當之維護時程，進行機械設備維護，以節省成本與時間。

請參閱第5圖所示，本新型提供另一實施例，該震動感測裝置1’主要結構與前一實施例相同，惟該第二轉換單元241係設置於該控制件22中。另外，在本實施例中，該第一轉換件13之該第一轉換單元131與該第二轉換件24之該第二轉換單元241分別係為一微控制件 (Microcontroller Unit；MCU)。如此，該感測件12所感測並據以產生之該震動資料先由該第一轉換件13之該第一轉換單元131進行訊號轉換，再藉由該第一傳輸介面132與該傳輸器30進行傳輸至該第二傳輸介面242。進一步，該第二傳輸介面242將所接收之資料傳輸至該第二轉換單元241進行訊號轉換，再經由電路傳送至該儲存件25進行儲存，並受該控制件22之控制經由該通訊件26進行資料傳輸。

在此特別說明，該二微控制件可由使用者輸入一程式，該程式可配合不同感測應用環境進行設計，並於感測時，配合不同情境進行程式輸入設定，以增加客製化空間。

其中，該第一傳輸介面132與該第二傳輸介面242之傳輸介面種類可選自於由USB、SPI、VAR+、I2C、RS232、RS485、RS422、Ethernet、HDMI、GigE、Camera Link、DVI/SDI、Optical Fiber所組成之群組之其中一者。在本實施例中，該第一傳輸介面132與該第二傳輸介面242係使用USB傳輸介面進行資料傳輸。

在本實施例整體作動過程來說，感測器10部分，當該感測件12感測震動，並據以產生該震動資料傳輸至該第一轉換件13之該第一轉換單元131，該第一轉換單元131將該震動資料轉換成該轉換訊號，再經由該第一傳輸介面132與該傳輸器30進行傳輸。該控制器20部分，該第二傳輸介面242接收該第一傳輸介面132經由該傳輸器30所傳輸之該轉換訊號，並傳輸至該第二轉換件24之該第二轉換單元241進行轉換，將該轉換訊號轉換成該震動資料後，將轉換之資料經由電路傳輸至該儲存件25進行儲存。當使用者需要時，該控制件22可經由該通訊件26進行無線或有線之傳輸方式傳輸至該電腦200，以利使用者利用程式或軟體進行存取，以進行資料數據分析，進一步訂定相關維護時程。

本新型提供一種震動感測裝置，其可利用較長之傳輸距離，以達到使用者之便利性，並可藉由電腦後台數據資料庫分析，訂定相關維護時程，更降低企業成本與意外發生。本新型亦提供產業一創新發想，使產業更進一步發展，後續產業發想亦可朝此方向進行努力，並共同為產業提供更多創新想法。

上述實施例僅為例示性說明本新型之技術及其功效，而非用於限制本新型。任何熟於此項技術人士均可在不違背本新型之技術原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化，因此本新型之權利保護範圍應如後所述之申請專利範圍所列。

1:震動感測裝置 1’:震動感測裝置 10:感測器 11:電路模組 12:感測件 13:第一轉換件 131:第一轉換單元 132:第一傳輸介面 14:殼體 20:控制器 21:電路模組 22:控制件 23:電源件 24:第二轉換件 241:第二轉換單元 242:第二傳輸介面 25:儲存件 26:通訊件 27:殼體 30:傳輸器 100:機械手臂 200:電腦

第1圖係本新型一較佳實施例之立體圖。 第2圖係本新型一較佳實施例之分解圖。 第3圖係本新型一較佳實施例之該電路模組之方塊圖。 第4圖係本新型一較佳實施例之應用方式。 第5圖係本新型另一較佳實施例之該電路模組之方塊圖。

1:震動感測裝置

10:感測器

11:電路模組

12:感測件

13:第一轉換件

14:殼體

20:控制器

21:電路模組

22:控制件

23:電源件

24:第二轉換件

25:儲存件

26:通訊件

27:殼體

30:傳輸器

Claims (10)

1. 一種震動感測裝置，其包含： 一感測器，具有一感測件、一第一轉換單元與一第一傳輸介面；該感測器電性連接該第一轉換單元；該第一轉換單元電性連接該第一傳輸介面； 一控制器，具有一控制件、一第二轉換單元、一通訊件與一第二傳輸介面；該第二傳輸介面電性連接該第二轉換單元；該第二轉換單元與該通訊件分別電性連接該控制件；以及 一傳輸器，分別電性連接該感測器之第一傳輸介面與該控制器之第二傳輸介面； 藉此，該感測器之感測件偵測一震動訊號並傳輸至該第一轉換單元，該第一轉換單元將該震動訊號轉換為一轉換訊號，並經由該第一傳輸介面透過該傳輸器傳輸至該第二傳輸介面；該轉換訊號經由該第二轉換單元轉換為該震動訊號後傳送至該控制件；該控制件將該震動訊號透過該通訊件傳送至一電腦。
2. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該控制器更具有一電源件，電性連接至該控制件，以提供一電能予該控制件。
3. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該控制器更具有一儲存件，電性連接該控制件。
4. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該傳輸器具有一雙絞線。
5. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該傳輸器具有一同軸電纜。
6. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該控制器之通訊件的通訊方式可選自於由有線通訊方式、Wifi、藍芽、ZigBee、Thread、ANT+所組成之群組之其中一者。
7. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該第一轉換單元與該第二轉換單元分別具有一低電壓差分訊號IC。
8. 依據請求項1所述之震動感測裝置，其中該第一轉換單元與該第二轉換單元分別具有一微控制件。
9. 依據請求項8所述之震動感測裝置，其中該第一傳輸介面與該第二傳輸介面可選自於由USB、SPI、VAR+、I2C、RS232、RS485、RS422、Ethernet、HDMI、GigE、Camera Link、DVI/SDI、Optical Fiber所組成之群組之其中一者。
10. 依據請求項8所述之震動感測裝置，其中該第二轉換單元之微控制件係設置於該控制器之該控制件。

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