基于瞬变速度的智能轴承监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于瞬变速度的智能轴承监测装置，能够实现两路转速传感器、两路温度传感器及一路三轴振动加速度信号的信号调理及信号输出。集成信号调理电路板由外部电源提供±12V直流供电。转速测量由霍尔传感器实现。集成电路板对霍尔传感器供电及信号调理，输出5V及0V的高低压电平数字脉冲信号，脉冲信号经采集仪器采集后由软件计算实时转速。三轴振动加速度传感器电路板由集成信号调理电路板提供3.3V直流电，经过加速度传感器电路板电源滤波及输出信号低通滤波后输出0-3.3V的模拟电压信号，且线性对应于加速度传感器的量程。从而实现了对转速、温度及振动加速度三种动态参数的实时调理与监测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种基于瞬变速度的智能轴承监测装置，能够实现两路转速传感器、两路温度传感器及一路三轴振动加速度信号的信号调理及信号输出。集成信号调理电路板由外部电源提供±12V直流供电。转速测量由霍尔传感器实现。集成电路板对霍尔传感器供电及信号调理，输出5V及0V的高低压电平数字脉冲信号，脉冲信号经采集仪器采集后由软件计算实时转速。三轴振动加速度传感器电路板由集成信号调理电路板提供3.3V直流电，经过加速度传感器电路板电源滤波及输出信号低通滤波后输出0-3.3V的模拟电压信号，且线性对应于加速度传感器的量程。从而实现了对转速、温度及振动加速度三种动态参数的实时调理与监测。【专利说明】基于瞬变速度的智能轴承监测装置
本技术涉及机械自动化领域，尤其涉及一种基于瞬变速度的智能轴承监测装置。
技术介绍
高速列车及城市轨道交通是一个国家先进科技的象征，其可靠性和安全性直接关系到人民的人身及财产安全和国家形象。智能轴承突破了传统的轴承状态监测诊断方式，是应用于高速列车的一项关键技术，目前此项技术被国外垄断和封锁，因此研究智能轴承具有重大的社会和经济价值。而智能轴承的概念就是集成多种传感器，实现对轴承的各种动态参数的实时监测与故障诊断。而复合传感器的原始信号并不一定都是常用的标准电压或者电流信号，需要电路板进行调理转换后才能输入到采集仪器进行采集，进一步实现对智能轴承实时状态的显示、监测、分析与储存。在轴承运转过程中，工况和荷载的变化，会导致旋转速度出现一定程度的波动。传统的时间采样方式使得信号的统计特征与时间紧密相关，一旦转速出现波动，这些统计特征也会随时间发生变化，以致采集到轴承的时域振动信号会是一个非平稳信号，增加了轴承状态监测的难度。因此有必要实现非平稳信号的平稳化转变，已有的基于编码器与基于转速计的等角度采样方式虽然实现了信号的平稳转换，但前者的采样频率固定且较低，后者的转换精度较低，而且二者采集设备的安装均有较大的局限性，不利于实际应用。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于瞬变速度的智能轴承监测装置。为了实现本技术的上述目的，本技术提供了一种基于瞬变速度的智能轴承监测装置，其关键在于，包括加速度传感器电路、两个霍尔传感器、两个温度传感器、信号调理电路、钢隔圈、磁钢和防尘盖，所述加速度传感器电路分别连接电脑终端和信号调理电路，所述霍尔传感器连接信号调理电路转速测量输入端，所述信号调理电路转速测量输出端连接电脑终端，所述温度传感器连接所述信号调理电路温度转换输入端，所述信号调理电路温度转换输出端连接电脑终端；两个霍尔传感器之间圆心角为90°，两个温度传感器也对称布置在加速度传感器的两边，所述两个温度传感器之间的圆心角小于90°，所述两个温度传感器布置在所述两个霍尔传感器之间，所述加速度传感器布置在所述两个温度传感器之间，所述两个霍尔传感器、两个温度传感器和加速度传感器安装于防尘盖上，所述钢隔圈圆周上均匀布置磁钢，所述钢隔圈固定于轴承上，轴承带动所述钢隔圈运动，所述防尘盖封盖钢隔圈，所述防尘盖相对于钢隔圈固定不动。所述的基于瞬变速度的智能轴承监测装置，优选的，所述加速度传感器电路包括:加速度传感器、第一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容；所述第一电阻一端连接加速度传感器，所述第一电阻另一端连接信号调理电路，所述第一电容一端分别连接信号调理电路、第二电容一端、第三电容一端和加速度传感器COM端，所述第一电容另一端连接加速度传感器X轴输出端，所述第二电容一端还连接信号调理电路、第三电容一端和加速度传感器COM端，所述第二电容另一端连接加速度传感器Y轴输出端，所述第三电容一端还连接信号调理电路和加速度传感器COM端，所述第四电容一端分别连接第一电阻一端和第五电容一端，所述第四电容另一端连接所述第五电容另一端，所述第五电容另一端连接所述加速度传感器。所述的基于瞬变速度的智能轴承监测装置，优选的，所述加速度传感器电路还包括加速度传感器供电单元，所述加速度传感器供电单元一端连接直流供电电源，所述加速度传感器供电单元另一端连接加速度传感器。所述的基于瞬变速度的智能轴承监测装置，优选的，所述加速度传感器供电单元包括:第六电容、第七电容、第八电容、直流电源供电单元、稳压单元和加速度传感器供电芯片，所述第六电容一端分别连接直流电源供电单元接地端和稳压单元接地端，所述第六电容另一端连接稳压单元和直流电源供电单元电压输出端，所述第七电容一端连接稳压单元接地端，所述第七电容另一端连接稳压单元输出端和加速度传感器供电芯片电压输出端，所述第八电容一端连接稳压单元接地端，所述第八电容另一端连接加速度传感器供电芯片电压输出端。所述的基于瞬变速度的智能轴承监测装置，优选的，所述信号调理电路包括:转速测量模块和温度转换模块，所述转速测量模块分别连接两个霍尔传感器，通过霍尔传感器将轴承转速信息传送到转速测量模块，所述转速测量模块连接电脑终端，所述温度转换模块分别连接两个温度传感器，通过温度传感器将轴承温度信息传送到温度转换模块，温度转化模块连接电脑终端。所述的基于瞬变速度的智能轴承监测装置，优选的，所述转速测量模块包括:第一霍尔开关、第二霍尔开关、第二电阻、第三电阻、第九电容、第十电容、转速输出单元、第二稳压单元和直流电源供电单元；所述第一霍尔开关电压端连接第三电阻一端，所述第一霍尔开关输出端连接第三电阻另一端，所述第三电阻另一端还分别连接第九电容一端和转速输出单元，所述第九电容另一端接地，所述第一霍尔开关电压端还连接第二霍尔开关电压端和第二稳压单元电压输出端，所述第二霍尔开关电压端还连接第二电阻一端，所述第二电阻另一端分别连接第二霍尔开关输出端和第十电容一端，所述第十电容另一端接地，所述第二稳压单元电压输入端连接所述直流电源供电单元电压输出端。所述的基于瞬变速度的智能轴承监测装置，优选的，所述温度转换模块包括:第一运算放大器、第二运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、二极管、温度输出单元和温度传感器输入单元；所述温度输出单元连接第十五电阻一端和二极管负极，所述第十五电阻另一端分别连接第十四电阻一端和第一运算放大器输出端，所述二极管正极分别连接第一运算放大器正极输入端和第二运算放大器正极输入端，所述第十四电阻另一端连接第一运算放大器负极输入端，所述第十四电阻另一端还分别连接第十二电阻一端和第十三电阻一端，所述第十二电阻另一端分别连接第十一电阻一端和直流电源供电单元电压输出端，所述第十一电阻另一端连接温度传感器输入单元，所述第二运算放大器输出端连接温度传感器输入单J Li ο综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是:本技术通过在现有钢隔圈的外侧板外固定带磁钢的套环，在轴承的外圈上固定防尘罩，并在防尘罩内固定相应的传感器，从而提供了一种结构简单的包含复合传感器的轴承监测装置，实现了对转速、温度及振动加速度三种动态参数的实时调理与监测。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【专利附图】【附图说明】本技术的上述和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于瞬变速度的智能轴承监测装置，其特征在于，包括加速度传感器电路、两个霍尔传感器、两个温度传感器、信号调理电路、钢隔圈、磁钢和防尘盖， 所述加速度传感器电路分别连接电脑终端和信号调理电路，所述霍尔传感器连接信号调理电路转速测量输入端，所述信号调理电路转速测量输出端连接电脑终端，所述温度传感器连接所述信号调理电路温度转换输入端，所述信号调理电路温度转换输出端连接电脑终端； 两个霍尔传感器之间圆心角为90°，两个温度传感器也对称布置在加速度传感器的两边，所述两个温度传感器之间的圆心角小于90°，所述两个温度传感器布置在所述两个霍尔传感器之间，所述加速度传感器布置在所述两个温度传感器之间，所述两个霍尔传感器、两个温度传感器和加速度传感器安装于防尘盖上，所述钢隔圈圆周上均匀布置磁钢，所述钢隔圈固定于轴承上，轴承带动所述钢隔圈运动，所述防尘盖封盖钢隔圈，所述防尘盖相对于钢隔圈固定不动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵毅敏，叶维军，王利明，叶军，陈国钦，牛青波，杨与东，刘飞，
申请(专利权)人：重庆大学，洛阳轴研科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;85