一种适用于室外的振动监测终端制造技术

为解决室外型振动监测终端在室外无市电供电时无法长期使用，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一种适用于室外的振动监测终端，包括采集单元和控制单元；其特征在于：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；所述控制单元包括用于向控制单元内部电路提供电源的供电单元；所述振动监测终端还包括设置在控制单元安装壳体内/外的太阳能电池板；所述太阳能电池板与供电单元相连；太阳能电池板位于控制单元安装壳体内时，控制单元安装壳体采用透明材料制成。本实用新型专利技术在室外无市电供电情况下仍能长期使用，且安装维护方便，灵敏度高，抗干扰能力好。

A vibration monitoring terminal suitable for outdoor

In order to solve the problem that outdoor vibration monitoring terminal can not be used for long time in outdoor electricity supply, it is inconvenient to install and maintain, low sensitivity and poor anti-interference ability. The utility model provides a vibration monitoring terminal suitable for outdoor, including acquisition unit and control unit, which is characterized by the acquisition unit and control unit. The control unit includes a power supply unit for supplying power to the internal circuit of the control unit, and the vibration monitoring terminal also includes a solar panel set in the housing / outside of the control unit, and the solar energy is used. The battery board is connected with the power supply unit; when the solar panel is located in the control unit mounting housing, the control unit mounting housing is made of transparent material. The utility model can be used for a long time without power supply in the outdoor environment, and has convenient installation and maintenance, high sensitivity and good anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于室外的振动监测终端
本技术涉及振动监测领域，具体涉及一种适用于室外的振动监测终端。
技术介绍
震动监测终端，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。现有的室外型振动监测终端存在以下问题：1、在室外无市电供电情况下，无法长期使用；2、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；3、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；4、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
为解决现有室外型振动监测终端存在的不足，本技术提供了一种适用于室外的振动监测终端，在室外无市电供电的情况下仍能长期使用，安装维护方便，灵敏度高，抗干扰能力好。本技术的技术方案：一种适用于室外的振动监测终端，包括采集单元和控制单元；其特殊之处在于：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；所述控制单元包括用于向控制单元内部电路提供电源的供电单元；所述振动监测终端还包括太阳能供电单元；所述太阳能供电单元包括设置在控制单元安装壳体内/外的太阳能电池板，以及设置在控制单元安装壳体内的太阳能控制器和蓄电池；所述太阳能电池板通过太阳能控制器向所述蓄电池充电，所述蓄电池通过太阳能控制器向所述供电单元提供电源；太阳能电池板位于控制单元安装壳体内时，控制单元安装壳体采用透明材料制成。进一步地，上述采集单元还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、无线通讯模块；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；所述供电单元用于为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；所述太阳能电池板与所述电源电路相连。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、本技术采用太阳能电池供电，在室外无市电供电情况下，仍能长期使用。2、考虑到实际应用中，需要将采集单元安装在被监测物上/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。3、本技术的控制电路上连接有无线通讯模块，具备室外通讯功能，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。4、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轴方向，可同时采集三个方向上的振动信号，提高了采集的灵敏度。5、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。6、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。7、本技术的控制单元具有USB接口，方便用户将监测数据导出。8、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外的振动监测终端，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。为了使本技术在室外无市电供电情况下，仍能正常使用，同时为了节省能源，本实施例还包括太阳能供电单元；该太阳能供电单元包括设置在控制单元安装壳体内/外的太阳能电池板，以及设置在控制单元安装壳体内的太阳能控制器和蓄电池；所述太阳能电池板通过太阳能控制器向所述蓄电池充电，所述蓄电池通过太阳能控制器向所述供电单元提供电源。在其他实施例中，也可以将太阳能电池板设置在控制单元安装壳体内，以提高设备整体防护等级，此时控制单元安装壳体应采用透明材料制成。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卡接口和无线通讯模块；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，使监测终端具有极强的抗干扰能力；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。无线通讯模块，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3G/4G无线通讯模块。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，将振动传感器采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于室外的振动监测终端，包括采集单元和控制单元；其特征在于：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；所述控制单元包括用于向控制单元内部电路提供电源的供电单元；所述振动监测终端还包括太阳能供电单元；所述太阳能供电单元包括设置在控制单元安装壳体内/外的太阳能电池板，以及设置在控制单元安装壳体内的太阳能控制器和蓄电池；所述太阳能电池板通过太阳能控制器向所述蓄电池充电，所述蓄电池通过太阳能控制器向所述供电单元提供电源；太阳能电池板位于控制单元安装壳体内时，控制单元安装壳体采用透明材料制成；所述采集单元还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、无线通讯模块；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；所述供电单元用于为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】
1.一种适用于室外的振动监测终端，包括采集单元和控制单元；其特征在于：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；所述控制单元包括用于向控制单元内部电路提供电源的供电单元；所述振动监测终端还包括太阳能供电单元；所述太阳能供电单元包括设置在控制单元安装壳体内/外的太阳能电池板，以及设置在控制单元安装壳体内的太阳能控制器和蓄电池；所述太阳能电池板通过太阳能控制器向所述蓄电池充电，所述蓄电池通过太阳能控制器向所述供电单元提供电源；太阳能电池板位于控制单元安装壳体内时，控制单元安装壳体采用透明材料制成；所述采集单元还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、无线通讯模块；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；所述供电单元用于为A/D转换电路、信号调理电...

【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