设备振动信号变送器制造技术

本实用新型专利技术是对机械旋转设备、压缩设备、电力设备进行实时振动量检测的设备振动信号变送器。涉及机械振动的测量及管道系统技术领域。其特征是振动压电加速度传感器的输出依次串接电荷放大电路、有源滤波电路、有源积分电路、真有效值检波电路，由真有效值检波电路输出与振动速度成正比的标准电流信号；振动压电加速度传感器的输出信号，经电荷放大电路Ｎ１Ａ放大和电压放大电路Ｎ１Ｂ的放大，后经有源滤波电路Ｎ２ＡＡ的滤波，并由放大电路ＩＣ１Ｃ放大，再经有源积分电路ＩＣ１Ｂ进行积分并有一路输出，由两级真有效值检波电路ＩＣ３Ａ和ＩＣ３Ｂ进行真有效值检波。本实用新型专利技术电路设计合理，输出信号稳定，检测结果准确、可靠，经得起工作环境的长时间考验，操作使用简便。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是对机械旋转设备、压缩设备、电力设备进行实时振动量检测的设备振动信号变送器。涉及机械振动的测量(G01H)及管道系统(F17D)

技术介绍
目前,工业界有着大量高速旋转机械设备、压缩设备、热力设备和电力设备。 由于这些设备处于高速运行状态,如果出现偏心、不对称或转动不平稳等情况,极 易造成设备的轴向和径向断裂、扫膛、部件飞出等事故，严重的甚至造成设备的完 全损毁。特别是那些转速髙而又须常年运转的设备,如发电厂的发电机、输油管线 的电机和输油泵等， 一但发生事故，影响和损失极大。为了保证这些设备能常时 间的正常运转，全程监视这些高速旋转设备的搌动情况，及时发现不正常的设备 振动，随时调整工况或即时进行检修，避免酿成故障或事故是十分必要的。现时这 类大型设备进行连续的振动检测，大多采用弹簧装置切割磁力线的方式进行，它 的缺点是弹簧易疲劳，使用寿命短， 一般只有一年左右；二是信号误差较大，信 号稳定性较差；三是振动检测信号采用mV信号，信号衰减和受环境干扰大。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种对各种设备特别是大型高速旋转机械设备振动 状态进行稳定、可靠、准确、寿命长的设备振动信号变送器。本技术的技术方案是采用振动压电加速度传感器作为振动检测元件，一 体化的直接安装在被测设备上，将检测出来的压电信号进行电荷放大、有源滤波、 有源积分、真有效值检波，而获得与振动速度成正比的标准电流信号。本专利技术的原 理框图如图l所示，振动压电加速度传感器的输出依次串接电荷放大电路、伊、分 电路、有源滤波电路、真有效值检波电路，电源经电源保护电路与真有效值检波电 路输出共同接恒流源变换电路，恒流源变换电路接输出保护电路后，输出与振动 速度成正比的标准电流信号。振动压电加速度传感器的输出信号，经电荷放大电路N1A放大和电压放大电 路N1B的放大，后经积分电路IC1B进行积分，再经有源滤波电路N2M的滤波,将 干扰信号滤除并由放大电路IC1C放大，输出由两级真有效值检波电路IC3A和 IC3B进行真有效值检波，两级真有效值检波电路各有输出与搌动速度(有效值)成正比的标准电流信号。为了进一步提高抗干扰能力，输出平稳信号，两路真有效值检波输出最后可分别再经ic3C电路的放大、N102输出电路输出，并再经一级放大电路接IC电路， 该IC电路有电源保护电路、恒流源变换电路和输出保护电路。其中电荷放大电路N1A、电压放大电路N1B、放大电路IC1C、放大电路1C3C、 放大电路均采用运算放大器；有源滤波电路N2AA釆用运算放大器滤波电路；积 分电路IC1B采用运算放大器积分电路；真有效值检波电路IC3A和IC3B釆用运算 放大器检波电路；N102输出电路釆用电压真有效值电路；IC功率放大电路采用电 压电流转换电路。本技术利用振动压电加速度传感器的高灵敏度，将振动信号测出，加以 放大，滤除正常振动信号和干扰信号，择出有用的异常振动信号于以积分，检出 真有效值并予放大，即可输出与振动速度成正比的标准电流信号。再传输给振动 显示器、PLC及计算机,可用于电机、风机、泵、压缩机及大型旋转机械等设备的 在线振动监测、振动趋势分析和控制。连接与安装方式可按集中或群布方式，直 接安装在被测设备上。本技术采用信号变送装置与振动压电加速度传感器一体化的形式，减少 联接环节，使系统运行更可靠。本振动信号变送器在电源系统中采用了电源保护 电路(包括电源反接保护)，在10Hz-lKHz振动频率范围内输出平稳信号，且信号 经过一系列预处理后，抗干扰能力显著提高。如再加上防爆措施，该变送器的应用 领域可进一步拓展。本技术电路设计合理，装置紧凑，输出信号稳定,检测结果准确、可靠， 经得起工作环境的长时间考验，操作使用简便。附图说明图1设备振动信号变送器原理框图 图2设备振动信号变送器电路图具体实施方式的说i、本例是一实验样机，i构成如图i所示、，电路;口图2所示。其中振动压电加速度传感I^选SEN;电荷放大电路是由运放LF353组成的两級放大电路；有源 錄波电路是由运放TL064构成的有源滤波及由运放TL064构成的放大级组成；有源积分电路是由运放TL064构成的；真有效值检波电路是由两级运放TL064构成 的两级真有效值检波电路，每一级都有输出；输出电路由一级TL064构成的放大 级、 一级A'D536构成的输出电路级、 一级TL071构成的放大级、 一级XTR110构成 的电源保护电路、恒流源变换电路和输出保护电路。按上述电路构成，将麵组装在圆形线路板上，并装入底座上,盖上外壳，固定在 被测设备上,将电源线、4r出线引出，分别连接至电源和显示设备即可。本实验样机安装在分公司农安站10台YK 2000KW电机和10台KSY2850输油 泵的转轴处，经上千小时的试验，证明本机电路设计合理，输出信号稳定,检测结 果准确、可靠,经得起工作环境的长时间考验,操作使用简便。权利要求1.一种对机械旋转设备、压缩设备、电力设备进行实时振动量检测的设备振动信号变送器，其特征是采用振动压电加速度传感器作为振动检测元件，一体化的直接安装在被测设备上，振动压电加速度传感器的输出依次串接电荷放大电路、有源滤波电路、有源积分电路、真有效值检波电路，由真有效值检波电路输出与振动速度成正比的标准电流信号；振动压电加速度传感器的输出信号，经电荷放大电路N1A放大和电压放大电路N1B的放大，后经积分电路IC1B进行积分，再经有源滤波电路N2AA的滤波，将干扰信号滤除并由放大电路IC1C放大，并有一路输出由两级真有效值检波电路IC3A和IC3B进行真有效值检波，两级真有效值检波电路各有输出与振动速度成正比的标准电流信号。2. 根据权利要求1所述的设备振动信号变送器，其特征是真有效值检波输出 最后可分别再接放大电路、输出电路输出，并再经一级放大电路接IC电路,该IC 电路有电源保护电路、恒流源变换电路和输出保护电路。3. 根据权利要求1所述的设备振动信号变送器，其特征是所述电荷放大电 路N1A、电压放大电路N1B、放大电路IC1C、放大电路IC3C、放大电路均采用运算放大器。4. 根据权利要求1所述的设备振动信号变送器，其特征是所述有源滤波电 路N2AA采用运算放大器滤波电路。5. 根据权利要求1所述的设备振动信号变送器，其特征是所述积分电路 IC1B釆用运算放大器积分电路。6. 根据权利要求1所述的设备振动信号变送器，其特征是所述真有效值检 波电路IC3A和IC3B釆用运算放大器检波电路。7. 根据权利要求2所述的设备振动信号变送器，其特征是所述N102输出电 路采用电压真有效值电路。8. 根据权利要求2所述的设备振动信号变送器，其特征是所述IC功率放大 电路釆用电压电流转换电路。专利摘要本技术是对机械旋转设备、压缩设备、电力设备进行实时振动量检测的设备振动信号变送器。涉及机械振动的测量及管道系统
其特征是振动压电加速度传感器的输出依次串接电荷放大电路、有源滤波电路、有源积分电路、真有效值检波电路，由真有效值检波电路输出与振动速度成正比的标准电流信号；振动压电加速度传感器的输出信号，经电荷放大电路N1A放大和电压放大电路N1B的放大，后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对机械旋转设备、压缩设备、电力设备进行实时振动量检测的设备振动信号变送器，其特征是采用振动压电加速度传感器作为振动检测元件，一体化的直接安装在被测设备上，振动压电加速度传感器的输出依次串接电荷放大电路、有源滤波电路、有源积分电路、真有效值检波电路，由真有效值检波电路输出与振动速度成正比的标准电流信号；振动压电加速度传感器的输出信号，经电荷放大电路Ｎ１Ａ放大和电压放大电路Ｎ１Ｂ的放大，后经积分电路ＩＣ１Ｂ进行积分，再经有源滤波电路Ｎ２ＡＡ的滤波，将干扰信号滤除并由放大电路ＩＣ１Ｃ放大，并有一路输出由两级真有效值检波电路ＩＣ３Ａ和ＩＣ３Ｂ进行真有效值检波，两级真有效值检波电路各有输出与振动速度成正比的标准电流信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐毅，宫连峰，刘金波，郝俐，吕伟力，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]