一种振动探头制造技术

一种振动探头，包括：压电传感组件(100)，用于将被测机械振动力学信号转换成电信号；电荷放大电路(200)，用于对压电传感组件(100)所转换的电信号进行放大，从而得到放大后的电信号；调理电路(300)，用于对放大后的电信号进行调理，从而得到调理后的电信号；积分电路(400)，用于将调理后的电信号进行积分，从而得到速度电信号；MCU数字处理单元(500)，用于对速度电信号进行平滑处理，从而得到平滑处理后的速度电信号；电流变送模块(600)，用于将平滑处理后的速度电信号转换成电流信号，并以此输出。本实用新型专利技术的振动探头有效提高探头的抗干扰能力，降低了设备因干扰闪发尖峰波动的可能，提高了振动测量的真实性及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种振动探头
本技术涉及传感设备领域，尤其涉及一种振动探头。
技术介绍
现有核电厂所采用的振动探头型号众多、差别较大，在日常运行及维护中需要耗费较大的人力、物力、财力，不利于设备管理水平的提高及备件库存的优化；同时，各工艺系统所采用的振动探头故障率普遍较高，故障模式主要集中在闪发振动高、显示波动大等方面；通过使用专用测量仪器现场测定发现，就地泵体及设备运转良好，因此，振动探头的问题均是探头本身抗干扰能力较差所导致。为提高设备管理水平、优化备件库存、降低设备故障率，需要对核电厂内振动探头进行标准化和改造。
技术实现思路
本技术针对上述技术问题，提出了一种振动探头。本技术所提出的技术方案如下：本技术提出了一种振动探头，包括：压电传感组件，用于将被测机械振动力学信号转换成电信号；电荷放大电路，与压电传感组件电性连接，用于对压电传感组件所转换的电信号进行放大，从而得到放大后的电信号；调理电路，与电荷放大电路电性连接，用于对放大后的电信号进行调理，从而得到调理后的电信号；积分电路，与调理电路电性连接，用于将调理后的电信号进行积分，从而得到速度电信号；MCU数字处理单元，与积分电路电性连接，用于对速度电信号进行平滑处理，从而得到平滑处理后的速度电信号；电流变送模块，与MCU数字处理单元电性连接，用于将平滑处理后的速度电信号转换成电流信号，并以此输出。本技术上述的振动探头中，MCU数字处理单元包括：模数转换模块，用于将速度电信号转换成数字信号；MCU内核，用于接收模数转换模块所转换的数字信号并对该数字信号进行滑动平均处理；数模转换模块，用于将滑动平均处理后的数字信号以线性方式输出，从而得到平滑处理后的速度电信号。本技术上述的振动探头中，MCU数字处理单元的型号采用MSP430或者STM32。本技术上述的振动探头中，电荷放大电路包括用于对压电传感组件所输出的电信号进行放大的第一运算放大器，该第一运算放大器的反相输入端用于接收压电传感组件所输出的电信号；第一运算放大器的正相输入端接地；第一运算放大器的反相输入端经滤波电容器后接地；第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端之间连接有反馈电容器；第一运算放大器的输出端用于输出放大后的电信号。本技术上述的振动探头中，调理电路包括第二运算放大器，该第二运算放大器的正相输入端经第一保护电阻器，再经第一隔直电容器后接电荷放大电路，用于接收由电荷放大电路所输出的放大后的电信号；第二运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的输出端之间连接有反馈电阻器；第二运算放大器的输出端经第二保护电阻器后接积分电路，用于向积分电路输出调理后的电信号。本技术上述的振动探头中，积分电路包括第三运算放大器，该第三运算放大器的正相输入端经第五保护电阻器后接地；第三运算放大器的反相输入端经第六保护电阻器后接调理电路，用于接收由调理电路输出的调理后的电信号；第三运算放大器的反相输入端和第三运算放大器的输出端之间连接有积分电容器，积分电容器上并联有负反馈电阻器；第三运算放大器的输出端经第二隔直电容器后接MCU数字处理单元，以用于向MCU数字处理单元输入速度电信号。本技术上述的振动探头中，电流变送模块包括与MCU数字处理单元电性连接、用于接收MCU数字处理单元所输出的平滑处理后的速度电信号并根据该平滑处理后的速度电信号来调整其所输出的电流信号的V/I变换器。本技术的振动探头针对振动探头本身抗干扰能力较差的问题，针对性地在振动探头内部设置MCU数字处理单元，通过其内部的模数转换模块和数模转换模块，实现速度电信号的平滑处理，可依据现场工艺需求实现探头滤波时间调整及量程调整，提高了设备的适用能力及可移植性，为设备归一化管理提供条件，从而有效提高探头的抗干扰能力，降低了设备因干扰闪发尖峰波动的可能，提高了振动测量的真实性及可靠性。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1示出了本技术优选实施例的振动探头的功能模块示意图；图2示出了图1所示的振动探头的MCU数字处理单元的内部结构示意图；图3示出了型号为MSP430的MCU数字处理单元的引脚图；图4示出了图1所示的振动探头的压电传感组件的电路示意图；图5示出了图1所示的振动探头的电荷放大电路的电路示意图；图6示出了图1所示的振动探头的调理电路的电路示意图；图7示出了图1所示的振动探头的积分电路的电路示意图；图8示出了图1所示的振动探头的电流变送模块的电路原理示意图；图9示出了图8所示的电流变送模块的一个具体电路示意图。具体实施方式本技术所要解决的技术问题是：核电厂的各工艺系统所采用的振动探头故障率普遍较高，故障模式主要集中在闪发振动高、显示波动大等方面。而振动探头的这些问题均是探头本身抗干扰能力较差所导致。本技术就该技术问题而提出的解决思路是：针对振动探头本身抗干扰能力较差的问题，针对性地在振动探头内部设置MCU数字处理单元，通过其内部的模数转换模块和数模转换模块，实现速度电信号的平滑处理，可依据现场工艺需求实现探头滤波时间调整及量程调整，提高了设备的适用能力及可移植性，为设备归一化管理提供条件，从而有效提高探头的抗干扰能力，降低了设备因干扰闪发尖峰波动的可能，提高了振动测量的真实性及可靠性。为了使本技术的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本技术，下面将结合附图及具体实施例对本技术做进一步详细的说明。如图1所示，图1示出了本技术优选实施例的振动探头的功能模块示意图。具体地，该振动探头包括：压电传感组件100，用于将被测机械振动力学信号转换成电信号；电荷放大电路200，与压电传感组件100电性连接，用于对压电传感组件100所转换的电信号进行放大，从而得到放大后的电信号；调理电路300，与电荷放大电路200电性连接，用于对放大后的电信号进行调理，从而得到调理后的电信号；积分电路400，与调理电路300电性连接，用于将调理后的电信号进行积分，从而得到速度电信号；MCU数字处理单元500，与积分电路400电性连接，用于对速度电信号进行平滑处理，从而得到平滑处理后的速度电信号；电流变送模块600，与MCU数字处理单元500电性连接，用于将平滑处理后的速度电信号转换成电流信号，并以此输出。如图2所示，图2示出了图1所示的振动探头的MCU数字处理单元的内部结构示意图。具体地，MCU数字处理单元500包括：模数转换模块510，用于将速度电信号转换成数字信号；MCU内核520，用于接收模数转换模块510所转换的数字信号并对该数字信号进行滑动平均处理；数模转换模块530，用于将滑动平均处理后的数字信号以线性方式输出，从而得到平滑处理后的速度电信号。在这里，速度电信号为模拟信号，本实施例通过采用MCU数字处理单元对速度电信号进行数字化处理，实现信号的滑动平均功能，提高了信号的抗干扰能力。进一步地，如图2所示，模数转换模块510包括用于接收速度电信号的模拟多路开关AMUX(即AnalogMultiplexer)，与模拟多路开关AMUX电性连接、用于放大速度电信号的可编程增益放大器PGA(即ProgrammableGainAmplifier)，与可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动探头，其特征在于，包括：压电传感组件(100)，用于将被测机械振动力学信号转换成电信号；电荷放大电路(200)，与压电传感组件(100)电性连接，用于对压电传感组件(100)所转换的电信号进行放大，从而得到放大后的电信号；调理电路(300)，与电荷放大电路(200)电性连接，用于对放大后的电信号进行调理，从而得到调理后的电信号；积分电路(400)，与调理电路(300)电性连接，用于将调理后的电信号进行积分，从而得到速度电信号；MCU数字处理单元(500)，与积分电路(400)电性连接，用于对速度电信号进行平滑处理，从而得到平滑处理后的速度电信号；电流变送模块(600)，与MCU数字处理单元(500)电性连接，用于将平滑处理后的速度电信号转换成电流信号，并以此输出。

【技术特征摘要】
1.一种振动探头，其特征在于，包括：压电传感组件(100)，用于将被测机械振动力学信号转换成电信号；电荷放大电路(200)，与压电传感组件(100)电性连接，用于对压电传感组件(100)所转换的电信号进行放大，从而得到放大后的电信号；调理电路(300)，与电荷放大电路(200)电性连接，用于对放大后的电信号进行调理，从而得到调理后的电信号；积分电路(400)，与调理电路(300)电性连接，用于将调理后的电信号进行积分，从而得到速度电信号；MCU数字处理单元(500)，与积分电路(400)电性连接，用于对速度电信号进行平滑处理，从而得到平滑处理后的速度电信号；电流变送模块(600)，与MCU数字处理单元(500)电性连接，用于将平滑处理后的速度电信号转换成电流信号，并以此输出。2.根据权利要求1所述的振动探头，其特征在于，MCU数字处理单元(500)包括：模数转换模块(510)，用于将速度电信号转换成数字信号；MCU内核(520)，用于接收模数转换模块(510)所转换的数字信号并对该数字信号进行滑动平均处理；数模转换模块(530)，用于将滑动平均处理后的数字信号以线性方式输出，从而得到平滑处理后的速度电信号。3.根据权利要求2所述的振动探头，其特征在于，MCU数字处理单元(500)的型号采用MSP430或者STM32。4.根据权利要求2所述的振动探头，其特征在于，电荷放大电路(200)包括用于对压电传感组件(100)所输出的电信号进行放大的第一运算放大器(U1A)，该第一运算放大器(U1A)的反相输入端用于接收压电传感组件(100)所输出的电信号；第一运算放大器(U1A)的正相输入端接地；第一运算放大器(U1A)的反相输入端经滤波电容器(C3)后接地；第一运算放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭富佳，朱宇，张晨东，蔡少展，季宗涛，王磊，高扬，李明明，刘永利，黄永贵，涂俊，崔嵬，张广杰，扈远超，
申请(专利权)人：阳江核电有限公司，远东测振北京系统工程技术有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44