本发明专利技术公开了一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，包括无线监测电路和无线供电结构；无线监测电路包括依次连接的压力传感器、信号调理及无线发射电路；无线供电结构包括无线供电耦合机构、无线供电外围电路，无线供电耦合机构包括设置在旋转机械轴上的副边磁芯绕组和设置在副边磁芯绕组外围的原边磁芯绕组，原边磁芯绕组与副边磁芯绕组之间存在气隙，无线供电外围电路包括原边电路和副边电路，原边电路接有外部直流电源，副边电路包括微型锂电池。本发明专利技术能够在不破坏轴承完整结构的情况下实现滑动轴承润滑膜压力的无线监测。监测。监测。
【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置
[0001]本专利技术属于轴承
，涉及一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置。
技术介绍
[0002]滑动轴承因工作平稳、可靠等优点广泛应用于大型船舶、舰艇、水轮机等机械设备中。其安全可靠运行是保证设备稳定工作的基础。研究并使用先进测试技术对其进行状态监测不但能得到滑动轴承重要特性参数，还能通过监测数据进行故障预测，在不影响设备工作情况下进行设备维护与更换，从而避免不安全事故发生。
[0003]然而，滑动轴承在具体应用中工况复杂，且由于滑动轴承密闭性原因，润滑膜压力较难准确监测；通常采用有线测试方法时易受传感器安装位置、布线方式以及长距离传输影响，具有较大局限性。随着无线通讯技术的发展，无线传感监测成为上述问题的有效解决方案。将传感器测得数据进行采集并由无线网络进行信号传输使得设备在线监测不再受布线及复杂工况影响。
[0004]但是，目前无线传感设备大多采用电池供电，其供电往往受电池电量影响，电量耗尽需频繁拆卸更换电池，费时费力。采用环境能量收集进行自供电的方式虽可以满足供电需求，但受环境因素影响较大；特别是对于滑动轴承润滑膜压力监测应用而言，某些情况下，无线传感设备与传感器需要安装在转轴上并随轴同步旋转，信号传输与无线传感设备供电就成了一大难题。通常的做法是，采用导电滑环实现静
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动转换，但导电滑环长时间工作易产生摩擦磨损甚至引起火花放电，易发生不安全事故。因此，滑动轴承润滑膜压力无线传感监测中的信号传输与设备供电问题亟待解决。
[0005]无线供电技术作为一种方便安全的新技术，其电能传输无需导线连接，将其应用于旋转中无线设备的在线不间断供电不仅能够有效解决设备供电问题，还能消除导电滑环带来的安全隐患。无线供电耦合机构可看作松耦合变压器，其原、副边之间相互分离存在气隙。根据耦合机构原、副边的运动状态不同可分为静止式、滑动式和旋转式。目前，静止式已经成熟；滑动式在电动汽车及轨道交通供电方面具有广泛研究。但是，旋转式由于应用场合限制，研究及应用较少，现有产品在滑动轴承的无线传感监测中无法得到较好的应用。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，能够在不破坏轴承完整结构的情况下实现滑动轴承润滑膜压力的无线监测。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是，一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，滑动轴承包括旋转机械轴、轴承外壳、以及位于轴承两端的左端盖和右端盖，旋转机械轴沿周向开设有若干导流孔，润滑膜压力无线传感监测装置设置在右端盖与旋转机械轴之间的腔体内，包括无线监测电路和无线供电结构；
[0008]无线监测电路包括依次连接的压力传感器、信号调理及无线发射电路，压力传感
器将测试信号传输至信号调理及无线发射电路，测试信号经信号调理及无线发射电路内部滤波、放大、调理、存储后无线发送至远程无线接收设备，最终在上位机软件进行信息收集及在线监测；
[0009]无线供电结构包括无线供电耦合机构、无线供电外围电路，无线供电耦合机构包括设置在旋转机械轴上的副边磁芯绕组和设置在副边磁芯绕组外围的原边磁芯绕组，原边磁芯绕组与副边磁芯绕组之间存在气隙，无线供电外围电路包括原边电路和副边电路，原边电路接有外部直流电源，副边电路包括微型锂电池，外部直流电源经原边电路高频逆变转换为高频交流电，经无功补偿后通入原边磁芯绕组产生高频磁场，副边磁芯绕组电磁感应到同频交流电后经副边电路内部无功补偿、整流滤波、降压稳压、充电管理后向微型锂电池充电，在此过程中微型锂电池同时向压力传感器和信号调理及无线发射电路供电，实现电能供应。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]压力传感器固定在旋转机械轴上，且压力传感器数量与导流孔数量相同。
[0012]压力传感器为2200vl型压电式压力传感器，灵敏度为7.25V/MPa，可测最大压力为6.9MPa，线性度为0.2％，谐波频率为300kHz。
[0013]信号调理及无线发射电路包括依次连接的滤波放大电路、DSP数据处理模块、无线发射模块和环形天线，均集成于环形电路板A，滤波放大电路与压力传感器连接，环形电路板A固定套接在旋转机械轴上。
[0014]DSP数据处理模块采用32位定点数字信号处理芯片F2812，具有12bit ADC数模转换精度，对采集到的润滑膜特征数据进行预处理；
[0015]无线发射模块采用SKY66404
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11射频前端模块，与设置在环形电路板A内部的环形天线连接，负责数据的无线收发。
[0016]旋转机械轴上设置有多个键，环形电路板A通过键与卡簧A、卡簧B配合固定在旋转机械轴上。
[0017]原边电路包括依次连接的高频逆变电路、原边补偿电路，高频逆变电路与直流电源连接，副边电路包括依次连接的副边补偿电路、整流滤波电路、降压稳压电路、充电管理电路、微型锂电池，副边电路集成于环形电路板B。
[0018]环形电路板B通过键与卡簧C、卡簧D配合固定在旋转机械轴上。
[0019]充电管理电路采用的充电芯片为CP8005，输出充电电压8.4V，输入电压4.2V
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12V。
[0020]微型锂电池设置有两个，两个微型锂电池分别充电、供电交替运行。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，将无线监测设备及其无线供电装置集成在轴承端盖内，通过无线供电技术解决了嵌入式无线测试系统旋转工况下的持续供电难题；在不破坏轴承完整结构的情况下实现滑动轴承润滑膜压力的无线监测，无线供电装置可实现在线不间断供电，且具有嵌入式、集成式及小型化的优点
附图说明
[0023]图1是滑动轴承的结构示意图；
[0024]图2是滑动轴承的旋转机械转轴透视图；
[0025]图3是包含本专利技术一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置的滑动轴承的右端盖爆炸图；
[0026]图4是包含本专利技术一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置的滑动轴承的剖面图；
[0027]图5是图4中A处的局部放大图；
[0028]图6是本专利技术一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置的信号调理及无线发射电路的结构框图；
[0029]图7是本专利技术一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置的无线供电结构的结构框图。
[0030]图中，1.旋转机械轴，2.右端盖，3.轴承外壳，4.左端盖，5.轴承座，6.轴承铜套，7.橡胶轴瓦，8.原边磁芯绕组，9.副边磁芯绕组，10.端盖塑料外壳，11.进水口，12.环形电路板B，13.环形电路板A，14.密封圈A，15.密封圈B，16.压力传感器，17.导流孔，18.卡簧A，19.卡簧B，20.卡簧C，21.卡簧D，22.键，23.卡簧E。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，所述滑动轴承包括旋转机械轴(1)、轴承外壳(3)、以及位于轴承两端的左端盖(4)和右端盖(2)，所述旋转机械轴(1)沿周向开设有若干导流孔(17)，其特征在于，所述润滑膜压力无线传感监测装置设置在右端盖(2)与旋转机械轴(1)之间的腔体内，包括无线监测电路和无线供电结构；所述无线监测电路包括依次连接的压力传感器(16)、信号调理及无线发射电路，所述压力传感器(16)将测试信号传输至信号调理及无线发射电路，测试信号经所述信号调理及无线发射电路内部滤波、放大、调理、存储后无线发送至远程无线接收设备，最终在上位机软件进行信息收集及在线监测；所述无线供电结构包括无线供电耦合机构、无线供电外围电路，所述无线供电耦合机构包括设置在旋转机械轴(1)上的副边磁芯绕组(9)和设置在副边磁芯绕组(9)外围的原边磁芯绕组(8)，所述原边磁芯绕组(8)与副边磁芯绕组(9)之间存在气隙，所述无线供电外围电路包括原边电路和副边电路，所述原边电路接有外部直流电源，所述副边电路包括微型锂电池，外部直流电源经原边电路高频逆变转换为高频交流电，经无功补偿后通入原边磁芯绕组(8)产生高频磁场，副边磁芯绕组(9)电磁感应到同频交流电后经副边电路内部无功补偿、整流滤波、降压稳压、充电管理后向微型锂电池充电，在此过程中微型锂电池同时向压力传感器(16)和信号调理及无线发射电路供电，实现电能供应。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，其特征在于，所述压力传感器(16)固定在旋转机械轴(1)上，且所述压力传感器(16)数量与导流孔(17)数量相同。3.根据权利要求2所述的一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装置，其特征在于，所述压力传感器(16)为2200vl型压电式压力传感器，灵敏度为7.25V/MPa，可测最大压力为6.9MPa，线性度为0.2％，谐波频率为300kHz。4.根据权利要求1所述的一种嵌入式滑动轴承润滑膜压力无线传感监测装...
【专利技术属性】
技术研发人员：王楠，赵一帆，王丹丹，张楠，江帆，王鹏，
申请(专利权)人：陕西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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