一种轴向振动监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种轴向振动监测装置，尤其涉及一种运用数字电路控制的轴向振动监测装置。本实用新型专利技术提供一种轴向振动监测装置，与主机遥控系统相连接，其包括：位移传感器；输入装置；输入通道；输出通道；输出装置；控制存储模块，其包括：Ａ／Ｄ转换模块；ＣＰＵ；Ｄ／Ａ转换模块；逻辑判断模块；ＦＬＡＳＨ存储单元；显示刷新模块；以及电源模块。本实用新型专利技术填补了国内在船用柴油机轴向振动监测方面的空白。同时，本实用新型专利技术具备一定的功能扩展能力，其可记录并查看近期的峰峰值（即被测物轴向振动的位移量峰峰值的大小），并可很方便地对参数进行在线修改，通过位移传感器的选用，并对这些参数进行修改，可扩大装置的监测范围或线性范围。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种轴向振动监测装置，尤其涉及一种运用数字电路控制的轴向振动监测装置。
技术介绍
虽然目前绝大多数柴油机都安装了轴向振动阻尼器，但仍然无法避免曲轴在旋转的同时产生一定的轴向振动(纵振)，而且不能排除由于种种意外而造成轴向振动阻尼器失效，使得柴油机轴向共振的振幅达到一个不可接受程度。因此，为了增加柴油机的安全性，需用轴向振动监测装置测量对应轴向共振振幅的位移量峰峰值，由此连续监测曲轴的轴向振动。国内目前暂无此类产品，而国外同类产品的监测控制器采用模拟电路，使得硬件电路的设计和调试都比较困难，同时，装置功能的扩展、相关参数的设定都有很大的局限性，由此造成装置的适用范围不大。
技术实现思路
本技术提供一种轴向振动监测装置，与主机遥控系统相连接，其包括位移传感器；输入装置，所述输入装置用于设定参数；输入通道，包括由运放集成芯片和周边电路组成的多级滤波芯转换器，其连接所述传感器，用于将所述传感器中的模拟电流信号转换为模拟电压信号以及对所述信号进行滤波；输出通道，包括运放集成芯片和电流电压转换芯片，其连接所述主机遥控系统，用于对输入其中的模拟电流信号进行滤波以及将所述信号转换成模拟电压信号，传送给所述主机遥控系统；输出装置，所述输出装置用于现场显示；控制存储模块，其包括A/D转换模块，其与所述输入通道相连，用于将输入其中的模拟信号转换为数字信号； CPU，其与所述A/D转换模块相连，用于采集单位时间内的信号并对所述信号进行处理，计算出峰峰值，并将其转换成被测物轴向振动的位移量峰峰值；D/A转换模块，其连接在所述CPU与所述输出通道间，用于将数字信号转换成模拟信号，并将此模拟信号传送给所述输出通道；逻辑判断模块，其与所述D/A转换模块以及所述主机遥控系统相连；FLASH存储单元，其连接在所述逻辑判断模块和所述输入装置之间，用于读取所述输入装置设定的参数以及对原有参数进行更新；显示刷新模块，其与所述逻辑判断模块、所述FLASH存储单元以及所述输出装置相连，用于向所述输出装置输出显示值；电源模块，用于向轴向振动监测装置的各部分提供电源。在上述的轴向振动监测装置中，所述控制存储模块还包括计时器，其位于所述逻辑判断模块与所述主机遥控系统之间，且其与所述显示刷新模块相连，用于延时。在上述的轴向振动监测装置中，所述输出装置采用LED发光数码管。在上述的轴向振动监测装置中，所述输出装置采用5个LED发光数码管，四个作为数位显示，一个作为状态显示。在上述的轴向振动监测装置中，所述电源模块包括直流滤波器和可变压器件。在上述的轴向振动监测装置中，所述控制存储模块为集成A/D和D/A功能的包含嵌入式CPU芯片和FLASH存储单元的单片机。本技术填补了国内在船用柴油机轴向振动监测方面的空白。同时，本技术具备一定的功能扩展能力，其可记录并查看近期的峰峰值(即轴向共振的振幅大小)，并可很方便地对参数进行在线修改，通过位移传感器的选用，并对这些参数进行修改，可扩大装置的监测范围或线性范围。以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明，其中 附图说明图1是本技术的结构示意图；图2A是本技术的输入装置和输出装置的一个实施例的电路图；图2B是本技术的输入通道的一个实施例的电路图；图2C是本技术的输出通道的一个实施例的电路图；图2D是本技术的电源模块的一个实施例的电路图；图2E是本技术的控制存储模块的一个实施例的电路图；图3是本技术的控制存储模块的流程图。具体实施方式请参见图1，图1是本技术的结构示意图。如图所示，本技术包括控制存储模块1，与控制存储模块1相连的输入装置2、输入通道3、输出通道4和输出装置6，与输入通道3连接的正对被测物体的非接触式位移传感器7以及向上述各部分元件提供电源的电源模块8。其中，输出通道4与主机遥控系统9相连，主机遥控系统9是对船舶机舱内的设备进行监测和控制的系统。现请参见图2A，图2A是本技术的输入装置和输出装置的一个实施例的电路图。如图所示，输入装置2和输出装置6，其分别用于参数设定和现场显示。在本实施例中，输入装置2由四个按键KEY1，KEY2，KEY3，KEY4构成，可对延时时间、报警上限以及线性参数k(斜率)和b(截距)四个参数进行调整，调整的方法可通过编程灵活设置。考虑到工作环境的影响，输出装置22放弃现在较为流行的液晶显示器件，仍然采用传统的LED发光数码管，在本实施例中，输出装置22由5个LED发光数码管L4-L8构成，其中四个作为数位显示，一个作为状态显示。接下来请参见图2B，图2B是本技术的输入通道的一个实施例的电路图。如图所示，输入通道3包括由LMC660芯片31(集成四个运算放大器)和周边电路组成的多级滤波转换器。输入通道3将传感器输入其中的模拟电流信号转换为模拟电压信号并对该信号进行滤波，进而传给控制存储模块1。现请参见图2C，其为本技术的输出通道的一个实施例的电路图。如图所示，输出通道4路包括LMC660运放集成芯片41和AD694电流电压转换芯片42。LMC660运放集成芯片41对控制存储模块1处理得到的电压信号进行滤波，AD694将控制存储模块1处理得到的0-5V电压信号转换为4-20mA电流环信号，进而传送给主机遥控系统9。再请参见图2D，其为本技术的电源模块的一个实施例的电路图。如图所述，电源模块8包括电压保护电路、用于滤除电源的噪声信号，保证电源稳定的直流滤波器51、以及将船用24V电源转化成12V、5V、3.3V不同电压，供给相应模块使用的三个LM317调变压器件52-54。现请再参见图1，控制存储模块1包括A/D转换模块12，与A/D转换模块12相连的CPU13，连接在CPU13与输出通道4间的D/A转换模块14，与所述D/A转换模块14相连的逻辑判断模块15，连接在逻辑判断模块15和输入装置2之间的FLASH存储单元16，连接在逻辑判断模块15和主机遥控系统9间的计时器17以及与逻辑判断模块15、FLASH存储单元16、计时器17和输出装置5相连的显示刷新模块18。请参见图2E，图2E是本技术的控制存储模块的一个实施例的电路图。如图所示，控制存储模块1为集成A/D和D/A功能的包含嵌入式CPU芯片和FLASH存储单元的16位芯片msp430系列单片机。最后请参见图3，图3是本技术的控制存储模块的流程图。现根据图3，介绍怎样实现控制存储模块1的各种功能。控制存储模块1开始工作时，需先初始化各种参数(步骤310)，参数包括延时时间、报警上限以及线性参数k(斜率)和b(截距)等。然后由A/D转换模块12执行A/D转换步骤312将输入通道3输入控制存储模块1的模拟电压信号转换为数字电压信号。接下来由CPU13执行采样计算步骤313因电压信号与传感器所在的位置成线性关系，即y＝kx+b(x为被测物位移偏移量，y为传感器在x位置对应的电压信号，k为斜率，b为截距)，因此电压信号的峰峰值(波峰和波谷的差值)与轴向共振的位移量峰峰值成正比，比例系数即为k，在此步骤中，CPU13每秒钟采集200个数字电压信号，选出其中最大和最小的两个信号，它们之间的差值即对应模拟电压信号的峰峰值，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向振动监测装置，与主机遥控系统相连接，其特征在于包括：　　　　位移传感器；　　　　输入装置，所述输入装置用于设定参数；　　　　输入通道，包括由运放集成芯片和周边电路组成的多级滤波芯转换器，其连接所述传感器，用于将所述传感器中的模拟电流信号转换为模拟电压信号以及对所述信号进行滤波；　　　　输出通道，包括运放集成芯片和电流电压转换芯片，其连接所述主机遥控系统，用于对输入其中的模拟电流信号进行滤波以及将所述信号转换成模拟电压信号，传送给所述主机遥控系统；　　　　输出装置，所述输出装置用于现场显示；　　　　控制存储模块，其包括：　　　　Ａ／Ｄ转换模块，其与所述输入通道相连，用于将输入其中的模拟信号转换为数字信号；　　　　ＣＰＵ，其与所述Ａ／Ｄ转换模块相连，用于采集单位时间内的信号并对所述信号进行处理，计算出峰峰值，并将其转换成被测物轴向振动的位移量峰峰值；　　　　Ｄ／Ａ转换模块，其连接在所述ＣＰＵ与所述输出通道间，用于将数字信号转换成模拟信号，并将此模拟信号传送给所述输出通道；　　　　逻辑判断模块，其与所述Ｄ／Ａ转换模块以及所述主机遥控系统相连；　　　　ＦＬＡＳＨ存储单元，其连接在所述逻辑判断模块和所述输入装置之间，用于读取所述输入装置设定的参数以及对原有参数进行更新；　　　　显示刷新模块，其与所述逻辑判断模块、所述ＦＬＡＳＨ存储单元以及所述输出装置相连，用于向所述输出装置输出显示值；以及　　　　电源模块，用于向轴向振动监测装置的各部分提供电源。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：巫立民，张垚，沈忆闽，何兵，王文荃，吴金源，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]