具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，包括以太网电路单元、数据采集处理芯片和内置振动传感器，所述以太网电路单元包括以太网通讯电路单元和以太网供电电路单元，所述数据采集处理芯片的一个输入端通过模拟信号调理电路单元和内置振动传感器相连，所述数据采集处理芯片的输出端和以太网通讯电路单元相连；所述模拟信号调理电路单元包括模数转换芯片，所述模数转换芯片的输入端通过振动加速度信号、振动速度信号、振动位移信号采集处理电路和内置振动传感器相连，所述模数转换芯片的输出端通过SPI通讯链路和数据采集处理芯片相连。本发明专利技术实现数据采集的集成化、小型化和网络化，大大简化产品结构，降低产品成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据采集装置，尤其涉及一种具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置。
技术介绍
目前市场上的振动和温度监测系统均是多个产品部件组合的架构，即振动、温度传感器和数据采集装置是三个或两个单独的产品，通过信号线缆连接组合后使用，基本可以归纳为分布式和集中式两种拓扑架构，其中分布式拓扑架构如图1所示，集中式拓扑架构如图2所示。这两种拓扑架构之前长期存在，是顺应专业技术专业领域发展规律，在不同的工业自动化技术发展时期出现的，各自都有一定的适用性，能够满足一部分现场应用的要求。但是，随着工业生产管理需求在日新月异的变化和越来越激烈的市场竞争影响，半导体技术和自动化技术发展到越来越趋向于适应大数据监控分析需求时，这种传统的系统架构形态越来越制约了工业领域应用的自我拓展，使得振动、温度监测装置的投入不能达到良好的投入产出比，无法支撑多种应用场合的振动、温度监测系统的标准化复制应用，这两种系统拓扑架构的缺点也是越来越明显，集中表现为如下几点：1、长距离的模拟信号链路不能长期可靠的运行于各种干扰越来越密集的工业现场，信号线缆本身的可靠性以及外界破坏的因素以及现场部署越来越多的各种系统产生的电磁波干扰因素，使得无论是在首次实施部署还是后续维护中为了保证信号质量为目标的工作日益加重，不但增加了用户的经济负担，而且增加了用户的工作量，从这个角度来看，不能持续可靠获得有效数据的终端是无法支持大数据分析长期应用的。2、数据采集装置和传感器性能失配，无法很好的在系统层面上配合起来去满足设备监测的要求。这是由于两者在各自领域发展，面对不同的应用需求，形成了技术不平衡的状态。例如：对于信号响应的指标，对于监测精度的指标，特别是在干扰较大的工业现场，经常出现失配，不仅仅是数字上的差别，甚至于在物理概念的定义上都会有差别，使得整个系统起不到监测设备的效果。3、数据采集装置的数据吞吐能力，即便在集中式架构的系统中采用了以太网和数据服务器连接，也无法实质性的改善源头数据的连续推送能力，使得大数据系统所能得到的数据支撑有效性越来越低下。4、数据采集装置的通道利用率不高，致使用户投资会超出需求。传统的数据采集装置往往会设计为一个固定的传感器接入数量，通常是4或8或16。在实际现场部署时，往往会由于需要监测的点数超过数据采集装置的可接入传感器数少许，而必须通过增加数据采集装置的数量来解决，即便增加一个监测点也需要增加一台数据采集装置。同样的情况在新上系统和原系统扩容时均会发生，用户就需要增加额外投资或者重复投资，这种情况使得系统供应商和用户在设备管理要求越来越高和产品竞争日益激烈的市场环境下无法双赢。为了使得设备监控装置真正的和大数据分析软件系统进行衔接，成为可靠的连续监测数据源，从而有效展示大数据分析的作用，让自动化设备的监测数据为生产服务。因此，有必要对现有数据采集装置进行集成化、小型化和网络化改进，不但克服了传统系统中模拟信号链路长抗干扰能力弱和数据收集传输的吞吐能力低的不足之处，而且降低了传统系统中多个产品部件带来的部署和维护的复杂性，既降低了产品化的成本，又便于用户快速实现应用部署以及后续的系统维护。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，能够实现数据采集装置的集成化、小型化和网络化，大大简化产品结构，降低产品成本，并能有效解决传统系统中模拟信号链路长抗干扰能力弱和数据收集传输的吞吐能力低的不足之处。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，包括以太网电路单元、数据采集处理芯片和内置振动传感器，其中，所述以太网电路单元包括以太网通讯电路单元和以太网供电电路单元，所述数据采集处理芯片的一个输入端通过模拟信号调理电路单元和内置振动传感器相连，所述数据采集处理芯片的输出端和以太网通讯电路单元相连，所述以太网供电电路单元分别与数据采集处理芯片和内置振动传感器的电源端相连；所述模拟信号调理电路单元包括模数转换芯片，所述模数转换芯片的输入端通过振动加速度信号采集处理电路、振动速度信号采集处理电路、振动位移信号采集处理电路和内置振动传感器相连，所述模数转换芯片的输出端通过SPI通讯链路和数据采集处理芯片相连。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述以太网电路单元和数据采集处理芯片设置在壳体内，所述壳体上设有轴承座，所述内置振动传感器安装在轴承座上。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述内置振动传感为运用三角剪切形成的在X、Y、Z方向上均对振动力有一定频率响应宽度的压电陶瓷元件。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述以太网供电电路单元包括隔离变压器，所述隔离变压器的一侧次输入端和桥式整流电路相连，输入36V～57V直流电压，所述隔离变压器的二侧次输出端和电容滤波稳压电路相连，输出5V直流电压。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述以太网通讯电路单元包括物理层收发芯片，所述物理层收发芯片的输入端连接有阻抗匹配电路和网络变压器，所述物理层收发芯片的输出端和数据采集处理芯片相连。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述振动加速度信号采集处理电路包括依次相连的第一高通滤波电路、第一程控放大电路和第一程控低通滤波电路；所述振动速度信号采集处理电路包括依次相连的一次积分电路、第二高通滤波电路、第二程控放大电路和第二程控低通滤波电路；所述振动位移信号采集处理电路包括依次相连的二次积分电路、第三程控放大电路和第三程控低通滤波电路，所述二次积分电路的输入端和第二高通滤波电路的输出端相连，所述第一高通滤波电路、一次积分电路的输入端通过隔直电路、初级放大电路和内置振动传感器相连。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述第一程控放大电路和第二程控放大电路的放大倍数为1、2、4或8，所述第三程控放大电路的放大倍数为1、2、5或10，所述第一程控低通滤波电路的可选频点为10KHz、5KHz、3.2KHz、2KHz或1KHz，所述第二程控低通滤波电路的可选频点为3.2KHz、2KHz或1KHz，所述第三程控低通滤波电路的可选频点为500Hz、200Hz或100Hz。上述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其中，所述隔直电路的工作频率为0.15Hz，所述初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，包括以太网电路单元、数据采集处理芯片和内置振动传感器，其特征在于，所述以太网电路单元包括以太网通讯电路单元和以太网供电电路单元，所述数据采集处理芯片的一个输入端通过模拟信号调理电路单元和内置振动传感器相连，所述数据采集处理芯片的输出端和以太网通讯电路单元相连，所述以太网供电电路单元分别与数据采集处理芯片和内置振动传感器的电源端相连；所述模拟信号调理电路单元包括模数转换芯片，所述模数转换芯片的输入端通过振动加速度信号采集处理电路、振动速度信号采集处理电路、振动位移信号采集处理电路和内置振动传感器相连，所述模数转换芯片的输出端通过SPI通讯链路和数据采集处理芯片相连。

【技术特征摘要】
1.一种具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，包括以太网电路单
元、数据采集处理芯片和内置振动传感器，其特征在于，所述以太网电路单元包括
以太网通讯电路单元和以太网供电电路单元，所述数据采集处理芯片的一个输入端
通过模拟信号调理电路单元和内置振动传感器相连，所述数据采集处理芯片的输出
端和以太网通讯电路单元相连，所述以太网供电电路单元分别与数据采集处理芯片
和内置振动传感器的电源端相连；所述模拟信号调理电路单元包括模数转换芯片，
所述模数转换芯片的输入端通过振动加速度信号采集处理电路、振动速度信号采集
处理电路、振动位移信号采集处理电路和内置振动传感器相连，所述模数转换芯片
的输出端通过SPI通讯链路和数据采集处理芯片相连。
2.如权利要求1所述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其
特征在于，所述以太网电路单元和数据采集处理芯片设置在壳体内，所述壳体上设
有轴承座，所述内置振动传感器安装在轴承座上。
3.如权利要求2所述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其
特征在于，所述内置振动传感为运用三角剪切形成的在X、Y、Z方向上均对振动力
有一定频率响应宽度的压电陶瓷元件。
4.如权利要求1所述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其
特征在于，所述以太网供电电路单元包括隔离变压器，所述隔离变压器的一侧次输
入端和桥式整流电路相连，输入36V～57V直流电压，所述隔离变压器的二侧次输出
端和电容滤波稳压电路相连，输出5V直流电压。
5.如权利要求1所述的具有内置振动传感器的网络一体化数据采集装置，其
特征在于，所述以太网通讯电路单元包括物理层收发芯片，所述物理层收发芯片的
输入端连接有阻抗匹配电路和网络变压器，所述物理层收发芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁振杰，
申请(专利权)人：上海倍鼎测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31