一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统及监测方法，该监测系统包括金属被测物、数字化位移装置，及至少两个传感器探头，数字化位移装置包括数据处理模块、通讯模块、至少两个信号处理子模块和至少两个输出控制子模块，每个信号处理子模块与一个传感器探头电连接，每个输出控制子模块与数据处理模块电连接，信号处理子模块接收与其电连接的传感器探头发送的电压信号，并将电压信号处理为位移信号，位移信号被数据处理模块接收并处理为数字信号，数字信号被一个输出控制子模块接收后与基准信号进行比较，输出控制子模块根据比较结果发出开关量控制信号。本发明专利技术所述监测系统可以扩大监测范围，实现对设备异常实时诊断。诊断。诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及应用在自动化领域的传感器监测系统，尤其涉及一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]传感器作为一种检测装置其将被测物理量转换为电信号，以实现后期通过传输、处理、存储、显示、记录和控制等手段对所获信息进行再处理。以现有的位移传感器为例，其是利用金属对电磁场的干扰作用进行位移检测的，检测得到位移模拟量，简单应用该模拟量可以起到开关的作用，比如说当检测到距离接近预设的阈值范围后会控制与之对应的PLC装置动作；复杂一点的应用该模拟量可以起到监测统计的作用，比如说将该模拟量用持续波形显示出来，通过该持续波形可以获取距离变化信息。
[0003]但这种模拟量的应用也存在缺陷：首先，通过模拟量读取的是一个中间量，而这个中间量需要通过换算、示波等手段才能间接得到与之对应的表示距离的状态值；再者，状态值和中间量又都不是一个直观的数值，无法进一步用来进行数据分析，这将影响后期的数据统计及误差分析工作的顺利进行。
[0004]现阶段，工业自动化领域对传感器的应用也尤其广泛，比如说用于对各类电感类产品进行检测并自动编带的测包机，由于测包机空间限制，常规测包机的插入部都只能使用有效检测范围在0.6mm的传感器，为了扩大检测范围，技术人员采用两个传感器进行检测，成功将有效检测范围提升到了1.2mm，但是现有技术中一般用来检测的该两个传感器是相互独立没有联系的，这种“各自为政”的工作方式虽然有效扩大了检测范围，但是却并不能实现对测包机的插入部的移动距离进行实时检测以及异常诊断，不利于长期的生产加工，影响加工良率。
[0005]因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]常规测包机的插入部都只能使用有效检测范围在0.6mm的传感器，为了扩大有效检测范围，现有技术中一般使用两个传感器进行检测，而该两个传感器各自运行工作，虽然有效扩大了检测范围，但是却并不能实现对该部位移动距离的实时检测以及异常诊断，不利于长期的生产加工，影响加工良率，且现有传感器测得的模拟量无法进一步用来进行数据分析，不利于后期的数据统计及误差分析。
[0007]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，一方面，本专利技术提供一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统，采用的技术方案如下：
[0008]一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统，其包括：
[0009]至少两个传感器探头，每个所述传感器探头包括线圈，所述线圈在通电后形成电磁场；
[0010]金属被测物，其和所述传感器探头的距离与所述电磁场的磁场强度呈函数关系；
[0011]数字化位移装置，其包括信号处理模块、数据处理模块、输出控制模块和通讯模块，所述信号处理模块包括至少两个信号处理子模块，每个所述信号处理子模块与一个所述传感器探头电连接，所述输出控制模块包括至少两个输出控制子模块，每个所述输出控制子模块与所述数据处理模块电连接；
[0012]所述信号处理子模块接收与其电连接的所述传感器探头发送的表征电磁场的磁场强度的电压信号，并将所述电压信号处理为位移信号，所述位移信号被所述数据处理模块接收并处理为数字信号，所述数字信号被所述数据处理模块储存，并被一个所述输出控制子模块接收后与基准信号进行比较，所述输出控制子模块根据比较结果发出开关量控制信号，所述开关量控制信号控制外部设备的PLC程序动作。
[0013]上述技术方案中进一步的，每个所述信号处理子模块与一个所述输出控制子模块信号连接，且每个信号处理子模块与所述数据处理模块信号连接；所述信号处理子模块通过振荡电路、检测电路、平衡电路，以及可变增益放大电路对所述传感器探头发送的电压信号进行信号调理，得到位移信号；所述数据处理模块具有数据处理器、数据储存器和至少两个高速AD转换器，每个高速AD转换器与一个所述信号处理子模块信号连接，所述信号处理子模块得到的所述位移信号被与其信号连接的所述高速AD转换器采集并转换为数字信号，所述数据处理器将所述数字信号进行信号处理后，将所述数字信号储存于所述数据储存器中，所述数字信号在所述数据储存器中实时储存更新；所述数据处理模块还储存有所述基准信号，所述基准信号作为每个所述输出控制子模块进行数字信号比较的比较基准。
[0014]进一步的，每个所述输出控制子模块与所述外部设备信号连接，每个所述输出控制子模块包括比较器，所述比较器将所述数据处理模块发出的数字信号与所述基准信号进行数值比较，根据比较结果输出开关量控制信号，所述外部设备在接收由所述输出控制子模块发出的开关量控制信号后，根据所述开关量控制信号调整其自身运行状态。
[0015]进一步的，所述开关量控制信号是Ⅰ/O信号，所述Ⅰ/O信号控制所述外部设备的PLC程序动作；所述外部设备包括测包机，所述开关量控制信号控制所述测包机关于插入部真空吸嘴的PLC程序，若所述开关量控制信号为高电平，则所述开关量控制信号控制插入部真空吸嘴的PLC程序继续动作；若所述开关量控制信号为低电平，则所述开关量控制信号控制插入部真空吸嘴的PLC程序停止动作。
[0016]进一步的，两个所述传感器探头相对设置，所述金属被测物置于两个所述传感器探头之间，且所述金属被测物在驱动件的驱动下于两个所述传感器探头之间往复移动；每个所述传感器探头为其产生的电磁场的场源，所述金属被测物置于所述电磁场的覆盖区域内，当金属被测物由远及近的趋向所述传感器探头时，所述电磁场的磁场强度由大变小，所述电磁场的磁场强度的衰减程度也由小变大，所述数据处理器根据所述金属被测物和所述传感器探头的间距与所述电磁场的磁场强度呈现的函数关系计算出所述金属被测物与传感器探头的距离数值，并将所述距离数值显示在所述外部系统的显示界面上，所述距离数值以连续的位移变化曲线显示在所述显示界面上，所述连续的位移变化曲线表征所述金属被测物与所述传感器探头的实时距离；所述数据处理模块根据所述连续的位移变化曲线设定所述基准信号。
[0017]进一步的，还包括外部系统，所述通讯模块将所述数据处理模块处理得到的数字信号传送给所述外部系统，所述通讯模块具有接收端口和发送端口，所述接收端口接收所
述数字信号，所述发送端口将所述数字信号传送至所述外部系统，所述外部系统包括上位机系统，所述上位机系统具有中央处理器，所述中央处理器接收所述数字信号后对其进行数据整理和分析，得到分析结果后，根据所述分析结果调整所述上位机系统的程序命令，以使得被所述上位机系统程序控制的下位机做出动作调整。
[0018]进一步的，所述上位机系统通过所述通讯模块向所述数据处理模块发送信号指令，所述数据处理模块接收所述信号指令，并将所述信号指令发送至所述信号处理子模块，所述信号处理子模块根据所述信号指令对自所述传感器探头接收到的电压信号进行平衡与增益。
[0019]另一方面，本专利技术还提供一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统的监测方法，其包括：
[0020]于测包机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有新型组合式数字化传感器的监测系统，其特征在于，其包括：至少两个传感器探头，每个所述传感器探头包括线圈，所述线圈在通电后形成电磁场；金属被测物，其和所述传感器探头的距离与所述电磁场的磁场强度呈函数关系；数字化位移装置，其包括信号处理模块、数据处理模块、输出控制模块和通讯模块，所述信号处理模块包括至少两个信号处理子模块，每个所述信号处理子模块与一个所述传感器探头电连接，所述输出控制模块包括至少两个输出控制子模块，每个所述输出控制子模块与所述数据处理模块电连接；所述信号处理子模块接收与其电连接的所述传感器探头发送的表征电磁场的磁场强度的电压信号，并将所述电压信号处理为位移信号，所述位移信号被所述数据处理模块接收并处理为数字信号，所述数字信号被所述数据处理模块储存，并被一个所述输出控制子模块接收后与基准信号进行比较，所述输出控制子模块根据比较结果发出开关量控制信号，所述开关量控制信号控制外部设备的PLC程序动作。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，每个所述信号处理子模块与一个所述输出控制子模块信号连接，且每个信号处理子模块与所述数据处理模块信号连接；所述信号处理子模块通过振荡电路、检测电路、平衡电路，以及可变增益放大电路对所述传感器探头发送的电压信号进行信号调理，得到位移信号；所述数据处理模块具有数据处理器、数据储存器和至少两个高速AD转换器，每个高速AD转换器与一个所述信号处理子模块信号连接，所述信号处理子模块得到的所述位移信号被与其信号连接的所述高速AD转换器采集并转换为数字信号，所述数据处理器将所述数字信号进行信号处理后，将所述数字信号储存于所述数据储存器中，所述数字信号在所述数据储存器中实时储存更新；所述数据处理模块还储存有所述基准信号，所述基准信号作为每个所述输出控制子模块进行数字信号比较的比较基准。3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，每个所述输出控制子模块与所述外部设备信号连接，每个所述输出控制子模块包括比较器，所述比较器将所述数据处理模块发出的数字信号与所述基准信号进行数值比较，根据比较结果输出开关量控制信号，所述外部设备在接收由所述输出控制子模块发出的开关量控制信号后，根据所述开关量控制信号调整其自身运行状态。4.根据权利要求3所述的监测系统，其特征在于，所述开关量控制信号是Ⅰ/O信号，所述Ⅰ/O信号控制所述外部设备的PLC程序动作；所述外部设备包括测包机，所述开关量控制信号控制所述测包机关于插入部真空吸嘴的PLC程序，若所述开关量控制信号为高电平，则所述开关量控制信号控制插入部真空吸嘴的PLC程序继续动作；若所述开关量控制信号为低电平，则所述开关量控制信号控制插入部真空吸嘴的PLC程序停止动作。5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，两个所述传感器探头相对设置，所述金属被测物置于两个所述传感器探头之间，且所述金属被测物在驱动件的驱动下于两个所述传感器探头之间往复移动；
每个所述传感器探头为其产生的电磁场的场源，所述金属被测物置于所述电磁场的覆盖区域内，当金属被测物由远及近的趋向所述传感器探头时，所述电磁场的磁场强度由大变小，所述电磁场的磁场强度的衰减程度也由小变大，所述数据处理器根据所述金属被测物和所述传感器探头的间距与所述电磁场的磁场强度呈现的函数关系计算出所述金属被测物与传感器探头的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德根，
申请(专利权)人：苏州优斯登物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：