一种适用于室内的振动监测终端制造技术

为解决现有室内型振动监测终端安装维护不便、灵敏度低、抗干扰能力差的问题，本实用新型专利技术提供了一种适用于室内的振动监测终端，包括采集单元和控制单元；采集单元和控制单元采用分体式设计，通过屏蔽线缆相连；采集单元包括三个振动传感器，分别设置在空间直角坐标系的X、Y、Z轴上；控制单元包括控制电路、信号调理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、供电单元和以太网接口；信号调理电路对采集单元输出的模拟电压信号进行放大、滤波；A/D转换电路将模拟电压信号转换成数字信号；信号隔离电路将所述数字信号隔离后传输给控制电路；控制电路对数字信号处理得到振动监测结果。本实用新型专利技术安装维护方便，灵敏度高，抗干扰能力好。

A vibration monitoring terminal suitable for indoor

In order to solve the problems of inconvenient installation and maintenance, low sensitivity and poor anti-interference ability of the existing indoor type vibration monitoring terminal, the utility model provides an indoor vibration monitoring terminal, including the acquisition unit and control unit, and the acquisition unit and control unit are designed by the split body type, and are connected through the shielded wire and cable. The unit consists of three vibration sensors set on the X, Y and Z axes of the space right angle coordinate system, and the control unit includes the control circuit, the signal conditioning circuit, the A/D conversion circuit, the signal isolation circuit, the power supply unit and the Ethernet interface, and the signal conditioning circuit amplifies and filters the analog voltage signals transmitted by the acquisition unit. The A/D conversion circuit converts the analog voltage signal into a digital signal; the signal isolation circuit transmits the digital signal to the control circuit, and the control circuit gets the result of the vibration monitoring for the digital signal processing. The utility model has the advantages of convenient installation and maintenance, high sensitivity and good anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于室内的振动监测终端
本技术涉及振动监测领域，具体涉及一种适用于室内的振动监测终端。
技术介绍
振动监测终端，是一种专业的振动监测设备，广泛应用于地震监测、工业振动监测、建筑桥梁监测、文物保存环境监测等方面。现有的室内型振动监测终端存在以下问题：1、采集单元和控制单元为一体式设计，因而设备较笨重，安装维护较复杂；2、无法远程监测，只能现场监测，在监测时需要工作人员现场等待设备采集数据，因而不适用于长期在线监测；3、只能单方向采集振动数据，灵敏度较低，且抗干扰能力较低。
技术实现思路
为解决现有室内型振动监测终端存在的不足，本技术提供了一种适用于室内的振动监测终端，具有安装维护方便，灵敏度高，抗干扰能力好的特点。本技术的技术方案：一种适用于室内的振动监测终端，其特殊之处在于：包括采集单元和控制单元；采集单元和控制单元采用分体式设计，分别设置在各自的安装壳体内，二者通过屏蔽线缆相连；采集单元包括三个振动传感器，分别设置在空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向；控制单元包括控制电路、信号调理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、供电单元、以太网接口；信号调理电路用于接收采集单元输出的振动电压信号，并对所述电压信号进行放大、滤波；A/D转换电路用于将信号调理电路输出的模拟电压信号转换成数字信号；信号隔离电路用于将A/D转换电路输出的数字信号进行隔离后传输给控制电路；控制电路用于对所述数字信号进行处理，得到振动监测结果；供电单元用于为A/D转换电路、信号调理电路、信号隔离电路以及控制电路提供电源。进一步地，上述控制电路包括ARM和FPGA主控芯片。进一步地，上述A/D转换电路采用满足最大24bit分辨率的高精度ADC芯片。进一步地，上述控制电路上还连接有TF卡接口。进一步地，上述控制电路上还连接有USB接口。进一步地，上述供电单元包括电源适配器、电源电路、隔离电源电路和内部电池充放电电路；电源适配器用于实现监测终端外部市电到15V直流电源的转换；电源电路用于向隔离电源电路供电；隔离电源电路用于为A/D转换电路、信号调理电路、信号隔离电路以及控制电路提供可靠稳定的隔离电源；内部电池充放电电路用于在监测终端有外接电源供电时，向所述电源电路充电。进一步地，上述振动传感器采用频率≤100Hz的超低频振动传感器。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、考虑到实际应用中，需要将采集单元的安装在被监测物上/附近，而对控制单元的安装位置并无特殊要求，因此本技术采集单元和控制单元采用分体式设计，相比现有一体式设计的监测终端，安装部分的重量大大减小，安装维护更方便。2、本技术的控制电路上具有以太网接口，可将采集的振动数据上传给远程服务器，实现远程在线监测，适用于需要长期监测的场合。3、本技术的采集单元包括三个频率≤100Hz的超低频振动传感器，分别位于空间坐标系的X、Y、Z轴上，可同时采集三个方向上的振动信号，提高了采集的灵敏度。4、本技术模数转换电路采用满足最大24bit分辨率的高精度ADC芯片完成高精度A/D转换，且转换后的数字信号经隔离后再传输给控制电路，因此具有较高的采集灵敏度和较强的抗干扰能力。5、本技术的控制电路采用大规模集成电路FPGA配合ARM进行同步采样，可满足多通道高速同步采集的需求，采集效率更高。6、本技术的控制单元具有USB接口，方便用户将监测数据导出。7、本技术供电单元采用隔离电源电路向监测终端内部其他电路供电，可避免外部供电电源对监测终端内部电路的干扰，进一步增强了抗干扰能力。附图说明图1是本技术实施例的原理示意图；图2是本技术采集单元和控制单元的数据流向示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。参见图1，本实施例提供的适用于室内的振动监测终端，包括采集单元和控制单元；采集单元和控制单元采用分体式设计，分别设置在各自的安装壳体内，二者通过屏蔽线缆相连。采集单元包括三个频率≤100Hz的超低频振动传感器(此种类型的传感器具有灵敏度高、体积小的特点)，三个振动传感器分别设置在空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向，通过三个振动传感器同时采集三个方向的振动信号。控制单元包括控制电路、信号调理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、供电单元、USB接口、TF卡接口和以太网接口；信号调理电路用于接收采集单元输出的振动电压信号，将外部输入的微弱电压信号进行放大、滤波；A/D转换电路是将信号调理电路输出的模拟电压信号转换成数字信号；信号隔离电路用于将A/D转换电路输出的数字信号经隔离后传输给控制电路，使监测终端达到极强的抗干扰能力；控制电路对采集的数字信号进行处理，得到振动监测结果。本实施例中，控制电路包括ARM和FPGA主控芯片，FPGA主控芯片具备高速同步数据通讯功能，可以满足多通道高速同步采集的需求，ARM主控芯片主要负责运行数据存储、以太网通讯等功能；采用满足最大24bit分辨率的高精度ADC芯片以实现高精度A/D转换。USB接口包括USBHUB电路和USBHOST电路；TF卡接口采用1路SDIO接口的TF卡驱动电路，支持大容量TF卡和MicroSD卡，可提供烧写程序功能，同时具备存储历史振动数据的功能。以太网接口，用于将采集到的振动数据上传给远程服务器；本实施例采用10M/100M以太网接口。本实施例中，供电单元包括电源适配器、电源电路、隔离电源电路和内部电池充放电电路；电源适配器用于实现监测终端外部市电到15V直流电源的转换，以满足监测终端的电源电压要求；电源电路用于向隔离电源电路供电；隔离电源电路用于为A/D转换电路、信号调理电路、信号隔离电路以及控制电路提供可靠稳定的隔离电源，同时可避免外部供电电源对这些电路的干扰，增强抗干扰能力；内部电池充放电电路，用于在监测终端有外接电源时为监测终端内部的电源电路充电。本技术的工作过程：1、振动信号采集采集单元中的振动传感器采用动圈磁生电原理，将振动传感器采集的信号转换成电信号，通过屏蔽电缆传输给控制单元的信号调理电路。2、控制单元数据采集控制单元的信号调理电路先将采集单元输出的电信号进行放大至可采集的电压信号范围，然后进行滤波，再由A/D转换电路将信号调理电路输出的电压信号转换为数字信号，该数字信号经信号隔离电路隔离后传输给控制电路，控制电路通过对所采集的数字信号(对每个方向对应的数字信号分别处理)进行数据处理，得到三个方向的振动监测结果；数据处理的方法为现有方法。3、实时数据上传控制电路按照数据传输协议格式将上述振动监测结果打包，通过以太网发送到远程服务器。4、历史数据存储控制电路将上述振动监测结果存储到TF卡中，当收到远程服务器发出的查询历史数据请求后，控制电路将数据读出，按照数据传输协议格式打包，通过以太网发送给远程服务器。5、历史数据导出用户需要导出历史数据时，控制电路会根据用户所选择的时间，将相应振动监测结果读出，通过USB接口导出至外接存储设备，例如U盘。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于室内的振动监测终端，其特征在于：包括采集单元和控制单元；采集单元和控制单元采用分体式设计，分别设置在各自的安装壳体内，二者通过屏蔽线缆相连；采集单元包括三个振动传感器，分别设置在空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向；控制单元包括控制电路、信号调理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、供电单元、以太网接口；信号调理电路用于接收采集单元输出的振动电压信号，并对所述电压信号进行放大、滤波；A/D转换电路用于将信号调理电路输出的模拟电压信号转换成数字信号；信号隔离电路用于将A/D转换电路输出的数字信号进行隔离后传输给控制电路；控制电路用于对所述数字信号进行处理，得到振动监测结果；供电单元用于为A/D转换电路、信号调理电路、信号隔离电路以及控制电路提供电源。

【技术特征摘要】
1.一种适用于室内的振动监测终端，其特征在于：包括采集单元和控制单元；采集单元和控制单元采用分体式设计，分别设置在各自的安装壳体内，二者通过屏蔽线缆相连；采集单元包括三个振动传感器，分别设置在空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向；控制单元包括控制电路、信号调理电路、A/D转换电路、信号隔离电路、供电单元、以太网接口；信号调理电路用于接收采集单元输出的振动电压信号，并对所述电压信号进行放大、滤波；A/D转换电路用于将信号调理电路输出的模拟电压信号转换成数字信号；信号隔离电路用于将A/D转换电路输出的数字信号进行隔离后传输给控制电路；控制电路用于对所述数字信号进行处理，得到振动监测结果；供电单元用于为A/D转换电路、信号调理电路、信号隔离电路以及控制电路提供电源。2.根据权利要求1所述的适用于室内的振动监测终端，其特征在于：所述控制电路包括ARM和FPGA主控芯片。3.根据权利要求1所述的适用于室内...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宏，全定可，何万明，张小波，杨继红，雷战海，杨双国，李飞刚，
申请(专利权)人：西安元智系统技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61