数字式冲击振动记录分析仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可独立长时间工作的数字式冲击振动记录分析仪，由冲击振动电子传感器、运算放大器、模拟电平匹配电路、微处理器、存储器、日历时钟电路、串行通信接口电平转换电路、启动记录按钮和状态指示灯电路以及电源电路组成。三个冲击振动电子传感器分别与相应的数据采集模拟电路相连，三个用于数据采集的模拟电平匹配电路与单片机相连，由微处理器转换成冲击振动数据。冲击振动数据及其发生的日期、时间由微处理器实时存入存储器，冲击振动记录数据经由微处理器的串口、串行通信接口电平转换电路、计算机串口输入到计算机，对其进行分析处理，日历时钟电路为冲击振动记录提供日期、时间。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Digital shock recording analyzer

The utility model relates to a digital impact vibration record analyzer can be independent to work for a long time, the shock and vibration of electronic sensor, amplifier, analog level matching circuit, microprocessor, memory, clock circuit, serial communication interface level conversion circuit, start the record button and a status indicator circuit and power circuit. Three electronic shock vibration sensor are respectively and the corresponding analog data acquisition circuit is used to simulate the three level data acquisition matching circuit connected with the MCU, the microprocessor converts vibration data. The impact of vibration data and the date and time by the microprocessor real-time stored in memory, the impact vibration recording data via the microprocessor serial port, serial communication interface level conversion circuit, computer serial input to the computer to carry on the analysis, the calendar clock circuit provides the date and time of shock and vibration records.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可对设备在运输、储存和工作过程中所经受的碰撞、跌落、撞击、滑动、翻滚等冲击和振动事件进行监测的记录仪，特别是该记录仪可随设备长时间独立工作，将设备所经受的所有冲击和振动事件的波形和时间进行实时记录，并可通过数据接口将记录数据上传到台式计算机进行后期处理和分析。
技术介绍
冲击和振动是导致设备故障或损坏的主要因素之一，尤其是超过设备承受能力的冲击和振动事件更是如此。通过监测设备所承受的冲击和振动可尽早避免或发现设备所受的损伤；揭示设备由于冲击或振动而导致损坏的机理，以改进操作规程或控制环境从而降低设备故障率，提高设备可靠性；如果发生事故，可据此确定事故原因、责任单位和责任人；更可据此改进设备的设计和制作，从根本上提高设备的可靠性和环境适应性。目前，现场使用的冲击振动记录仪有机械式记录仪和电子式记录仪两种，它们各有其不足，难以满足复杂的现场记录要求。机械式记录仪采用机械式过载传感器、机械式过载信息传递装置、记录纸和针式记录方式，在应用中存在如下不足敏感冲击和振动事件的能力有限。机械式传感器敏感的振动频率一般不超过70赫兹，相对误差难以小于10％，同时不能提供事件发生的时间信息。机械式记录仪的体积和重量较大，安装和使用不便。由于机械装置的固有特点，机械式记录仪长时间使用的可靠性较低。机械式记录仪受记录方式和记录纸长度的限制，可记录信息极为有限。电子式记录仪多采用压电传感器和专用电荷放大器，放大后的信号再经计算机处理，以全数字方式进行记录和存储，但由于整个设备无法一体化，导致使用上存在如下不足由于传感器必须直接安装在设备上，而记录仪的处理部分又独立存在，两部分用信号线连接，安装和使用极为不便。设备能耗较大，长时间工作必须有外部电源供电，无法长时间独立工作。现有的记录仪仅能记录冲击或振动事件的幅值，不能记录事件发生的方向、时间长度和频率特性等指标。容易损坏。记录仪分开安装，连线极易损坏，从而导致整个记录仪失效。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可长时间独立工作的数字式冲击振动记录分析仪，其内置有微处理器，可长时间独立工作，并可以完整记录被监测对象发生的冲击振动事件的发生时间、方位、幅值、频率、持续时间等特征，从而较好地克服上述机械式冲击振动记录仪和电子式冲击振动记录仪的不足。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种数字式冲击振动记录分析仪，包括串行通信接口电平转换电路、日历时钟电路、冲击振动数据采集模拟输入部分、微处理器、存储器；所述冲击振动数据采集模拟输入部分包括Z轴传感器、Y轴传感器、X轴传感器，该三轴传感器的电路结构相同，每一轴传感器由冲击振动电子传感器、运算放大器、模拟电平匹配电路组成；冲击振动电子传感器的输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与模拟电平匹配电路的输入端连接；微处理器由单片机和外围电路组成；所述三轴传感器的模拟电平匹配电路的三个输出端分别与单片机的三个输入/输出端口连接；单片机的输入/输出端口与存储器连接；单片机的串行信号端口与日历时钟电路连接；单片机的输入/输出端口经过串行通信接口电平转换电路与串行通信接口连接。所述单片机的四个输入/输出端口分别与存储器的主入从出信号端口SO、主出从入信号端口SI、时钟信号输入端口SCK、片选信号输入端口CS连接；单片机的串行时钟信号端口与日历时钟电路的端口SCL连接，单片机的串行数据信号端口与日历时钟电路的端口SDA连接；单片机的两个输入/输出端口分别与串行通信接口电平转换电路的端口T1IN和端口R1OUT连接，串行通信接口电平转换电路的端口T1OUT、R1IN与串行通信接口RS232C连接。本技术采用以上技术方案后，具有如下优点 可以完整记录被监测对象发生的冲击振动事件的发生时间、方位、幅值、频率、持续时间等特征。可长时间独立工作200天甚至更长。记录数据的精度高、噪声小。记录仪体积小、重量轻，可通过螺栓进行紧固连接，也可将其直接放入被监测环境中，对外部无其它任何要求，安装和使用极为方便。记录数据可永久保存(即使在断电或掉电情况下)。通过通信接口可将数据传至计算机进行图形化显示和分析。可通过计算机对记录分析仪的工作参数进行设定，对其精度进行校准。附图说明图1为本技术一实施例的电路原理图；图2是图1中冲击振动电子传感器、运算放大器、模拟电平匹配电路的电路原理图；图3是图1中微处理器、存储器、日历时钟电路的电路原理图；图4是图1中串行通信接口电平转换电路的电路原理图；图5是图1中电源电路的电路原理图；图6是图1中启动记录按钮和状态指示灯电路的电路原理图。具体实施方式请参照图1，本技术是一种可长时间独立工作的数字式冲击振动记录分析仪，包括冲击振动数据采集模拟输入部分、电源电路、启动记录按钮和状态指示灯电路、微处理器、存储器、日历时钟电路、串行通信接口电平转换电路。本技术的电路结构如下请参照图2，所述冲击振动数据采集模拟输入部分包括Z轴传感器、Y轴传感器、X轴传感器，该三轴传感器的电路结构相同，每一轴传感器由冲击振动电子传感器、运算放大器、模拟电平匹配电路组成；冲击振动电子传感器的输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与模拟电平匹配电路的输入端连接。所述冲击振动电子传感器由ADXL150型号的集成电路芯片U5构成，运算放大器由OPA349型号的集成电路芯片U2构成，模拟电平匹配电路由电阻R27、R28构成，冲击振动电子传感器U5的输出端Vout经过电容C27、电阻R26与运算放大器U2反相输入端连接，运算放大器U2的输出端经过电阻R19与运算放大器U2反相输入端连接，运算放大器U2的输出端经过电阻R27、电阻R28接地电位，电阻R27、电阻R28之间的接点为模拟电平匹配电路的输出端。请参照图3，微处理器由单片机和外围电路组成；所述三轴传感器的模拟电平匹配电路的三个输出端分别与单片机的模拟信号输入端口P1.2、P1.1、P1.0连接。单片机的输入/输出端口P0.4、P0.3、P0.2分别与存储器的主入从出信号端口SO、主出从入信号端口SI、时钟信号输入端口SCK连接；单片机的输入/输出接口P3.0与存储器的片选信号输入端CS连接。单片机的串行时钟信号端口P0.7与日历时钟电路的端口SCL连接，单片机的串行数据信号端口P0.6与日历时钟电路的端口SDA连接。所述微处理器由C 8051F124型号的单片机U6及其外部复位电路、晶振电路构成，复位电路由电阻R3、电阻R4、电容C5、电容C6组成，电阻R4的一端与电源VCC连接，电阻R4的另一端串联电容C5后与地电位连接，电阻R3的一端连接在电阻R4与电容C5之间的接点上，电阻R3的另一端经过开关RESET地电位连接，电容C6与开关RESET并联，单片机U6的复位端RST连接；晶振电路由晶振CRY2、电容C29、电容C30构成，电容C29连接在单片机U6的振荡信号输入端XTAL1与地电位之间，电容C30连接在单片机U6的振荡信号输入端XTAL2与地电位之间，晶振CRY2跨接在单片机U6的振荡信号输入端XTAL1和XTAL2之间。所述存储器由AT45DB081型号的集成电路芯片U9构成。所述日历时钟电路由S3530A型号的集成电路芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式冲击振动记录分析仪，包括串行通信接口电平转换电路、日历时钟电路，其特征在于：它还包括冲击振动数据采集模拟输入部分、微处理器、存储器；　　　　所述冲击振动数据采集模拟输入部分包括Ｚ轴传感器、Ｙ轴传感器、Ｘ轴传感器，该三轴传感器的电路结构相同，每一轴传感器由冲击振动电子传感器、运算放大器、模拟电平匹配电路组成；冲击振动电子传感器的输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与模拟电平匹配电路的输入端连接；　　　　微处理器由单片机和外围电路组成；所述三轴传感器的模拟电平匹配电路的三个输出端分别与单片机的三个输入／输出端口连接；　　　　单片机的输入／输出端口与存储器连接；　　　　单片机的串行信号端口与日历时钟电路连接；　　　　单片机的输入／输出端口经过串行通信接口电平转换电路与串行通信接口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立新，
申请(专利权)人：刘立新，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]