便携式振动监控装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种便携式振动监控装置，包括：电源模块、电源转换模块、传感器模块、中控模块、存储模块、串口通信模块和时钟模块，其中，所述电源转换模块包括第一至第三稳压单元；所述传感器模块包括：加速度计传感器和第一至第三射极跟随器；所述中控模块进一步与所述存储模块、所述时钟模块和所述串口通信模块相连。本实用新型采用同时集成有MCU和DSP的芯片作为中控模块,很大程度上精简了电路，采用的传感器芯片体积小，功耗低，使装置更便于携带，适用于更多的测试环境。
【专利说明】
便携式振动监控装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及设备监控技术领域，特别涉及一种便携式振动监控装置。
【背景技术】
[0002]现在普遍存在的振动监控装置存在以下问题:
[0003](I)判别不够精确，由于传感器芯片的选型、信号调理电路的设计、以及数据处理的方法不够严密，振动监控装置普遍存在误判、错误报警等现象；
[0004](2)体积大，携带、工作等存在不方便的问题；
[0005](3)不能实时监控，对测试环境系数无法进行监控，而环境系数有可能对测试数据产生影响。
[0006]专利CN 103459993A公开了一种监控振动传感器的状况的方法，该方法是用于对振动传感器进行监控，没有提供具体的振动监控装置的设计方案。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0008]为此，本实用新型的目的在于提出一种便携式振动监控装置，采用同时集成有MCU和DSP的芯片作为中控模块，很大程度上精简了电路，采用的传感器芯片体积小，功耗低，使装置更便于携带，适用于更多的测试环境。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种便携式振动监控装置，包括:电源模块、电源转换模块、传感器模块、中控模块、存储模块、串口通信模块和时钟模块，其中，所述电源转换模块包括第一至第三稳压单元，所述第一至第三稳压单元的输入端与所述电源模块相连以对所述电源模块输出的电源电压进行转换，所述第一稳压单元的输出端与所述传感器模块和所述中控模块相连，所述第二稳压单元的输出端与所述中控模块和所述时钟模块相连，所述第三稳压单元的输出端与所述存储模块相连;所述传感器模块包括:加速度计传感器和第一至第三射极跟随器，其中，所述加速度计传感器的输出端与所述第一至第三射极跟随器的输入端分别相连，所述第一至第三射极跟随器的输出端与所述中控模块相连;所述中控模块进一步与所述存储模块、所述时钟模块和所述串口通信模块相连。
[0010]进一步，所述电源模块采用多节干电池。
[0011]进一步，所述中控模块集成有微控制器M⑶和数字信号处理DSP处理器。
[0012]进一步，所述传感器模块还包括:所述加速度计传感器采用三轴加速度计芯片。
[0013]进一步，所述传感器模块还包括:温湿度传感器，所述温湿度传感器的输入端与所述第一稳压单元相连，所述温湿度传感器的输出端与所述第一至第三射极跟随器的输入端分别相连。
[0014]进一步，所述存储模块采用串行接口的FLASH存储器。
[0015]进一步，所述串口通信模块采用RS232串行接口。
[0016]进一步，还包括:USB接口转换器，所述USB接口转换器的输入端与所述串口通信模块的输出端相连，所述USB接口转换器的输出端与个人计算机PC或移动终端相连。
[0017]根据本实用新型实施例的便携式振动监控装置，采用同时集成有M⑶和DSP的芯片作为中控模块，很大程度上精简了电路，采用的传感器芯片体积小，功耗低，使装置更便于携带，适用于更多的测试环境。此外，本实用新型的电源模块采用多路供电，对各个模块分别供电，增强了装置的可维修性，同时各路电流的降低减少了对电源选择的限制;将温度、湿度传感器芯片集成到振动监控装置中，使其能对测试环境进行监控，从而分析设备振动频率时，可以去除环境系数对测试数据产生的影响，使分析更精确。
[0018]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0019]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0020]图1为根据本实用新型实施例的便携式振动监控装置的结构图；
[0021 ]图2为根据本实用新型实施例的传感器模块的电路图；
[0022]图3为根据本实用新型实施例的温度检测模块的电路图；
[0023]图4为根据本实用新型实施例的时钟模块的电路图；
[0024]图5为根据本实用新型实施例的串口通信模块的电路图。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]本实用新型实施例提出一种便携式振动监控装置，可以对重要设备的振动频率进行高精度监测，利用加速度计传感器实时监控被测物体的振动运行情况，以及被测物体所处环境温度、湿度的状况，对传感器数据进行分析，实现存储、上传、报警等功能。
[0027]如图1所示，本实用新型实施例的便携式振动监控装置，包括:电源模块1、电源转换模块、传感器模块、中控模块4、存储模块5、串口通信模块6和时钟模块7。
[0028]具体地，电源模块I可以采用多节干电池。电源转换模块包括第一至第三稳压单元(21、22、23)，第一至第三稳压单元的输入端与电源模块相连以对电源模块输出的电源电压进行转换。
[0029]在本发明的一个实施例中，电源模块I可以米用6节1.5V的干电池，贝Ij电源模块I输出电压为1.5X6 = 9.0V。
[0030]第一稳压单元21(U9)、第二稳压单元22(U7)和第三稳压单元23(U6)分别对输入的电源电压进行转换，输出3.3V电压。
[0031]其中，第一稳压单元的输出端与传感器模块和中控模块相连，第二稳压单元的输出端与中控模块和时钟模块相连，第三稳压单元的输出端与存储模块相连。基于此，电源模块可以实现对多路功能模块分别供电，增强了装置的可维修性，各路电流的降低减少了对电源选择的限制。
[0032]传感器模块包括:加速度计传感器31和第一至第三射极跟随器(32、33、34)。其中，加速度计传感器的输出端与第一至第三射极跟随器的输入端分别相连，第一至第三射极跟随器的输出端与中控模块相连。
[0033]优选的，加速度计传感器采用三轴加速度计芯片。在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，加速度计传感器可以采用型号为ADXL325BCPZ的三轴加速度计芯片，可以检测被测物的三轴加速度。该加速度计芯片具有低功耗、高灵敏度、稳定性能好的特点。
[0034]进一步，传感器模块还包括:温湿度传感器。温湿度传感器的输入端与第一稳压单元相连，温湿度传感器的输出端与第一至第三射极跟随器的输入端分别相连。图3为根据本实用新型实施例的温度检测模块的电路图。温湿度传感器可以检测外部环境温度和湿度数据。
[0035]本实用新型通过将温湿度传感器集成到振动监控装置内，使其能对测试环境进行监控，从而分析设备的振动频率时，可以去除环境系数对测试数据产生的影响，使分析更加精确。
[0036]中控模块进一步与存储模块、时钟模块和串口通信模块相连。
[0037]在本实用新型的一个实施例中，中控模块集成有微控制器MCU和数字信号处理DSP处理器，精简了整个设备电路，并且可以降低功耗，提高振动监测设备的准确率。优选的，中控模块可以采用型号为DSPIC30F5011芯片。该芯片具有功耗低、体积小，其输出随温度和电压的变化范围小，性能的稳定的特点。并且，该DSP芯片集成了 DSP数据处理系统和微处理系统MCU，使得电路设计更简单，体积更小。
[0038]中控模块采用并行串口通信方式，可以同时采集加速度、温度、湿度和时间数据等，通过加速度数据分析监控设备的振动情况，同时通过温度和湿度数据分析环境状况，通过时间数据记录时间。中控模块运行时，MCU控制U8开关提供给加计和传感器电压使其工作，每开关一次，采样一次，休眠时间U8断电。
[0039]此外，如图4所示，时钟模块采用型号为RTC4543SA的时钟源芯片，其工作电流小，功耗低，外围电路简单，从而可以精简电路并且降低功耗，方便振动监控装置的携带。
[0040]存储模块采用串行接口的FLASH存储器，用于存储加速度、温度、湿度和时间数据，以及分析得到的设备的振动情况和外部环境数据等。
[0041]在本发明的一个实施例中，串口通信模块采用RS232串行接口。图5为根据本实用新型实施例的串口通信模块的电路图。
[0042]此外，本实用新型实施例的便携式振动监控装置还包括:USB接口转换器。USB接口转换器的输入端与串口通信模块的输出端相连，USB接口转换器的输出端与个人计算机PC或移动终端相连。其中，USB接口转换器可以采用CP2012USB驱动。
[0043]从而，中控模块可以将加速度、温度、湿度和时间数据，以及分析得到的设备的振动情况和外部环境等通过USB接口转换器发送至后台管理系统，方便管理员实时掌握设备的工作状态。并且，当判断分析数据超过预设范围时，发出提示报警信息。
[0044]根据本实用新型实施例的便携式振动监控装置，采用同时集成有MCU和DSP的芯片作为中控模块，很大程度上精简了电路，采用的传感器芯片体积小，功耗低，使装置更便于携带，适用于更多的测试环境。此外，本实用新型的电源模块采用多路供电，对各个模块分别供电，增强了装置的可维修性，同时各路电流的降低减少了对电源选择的限制;将温度、湿度传感器芯片集成到振动监控装置中，使其能对测试环境进行监控，从而分析设备振动频率时，可以去除环境系数对测试数据产生的影响，使分析更精确。
[0045]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。
【主权项】
1.一种便携式振动监控装置，其特征在于，包括:电源模块、电源转换模块、传感器模块、中控模块、存储模块、串口通信模块和时钟模块，其中， 所述电源转换模块包括第一至第三稳压单元，所述第一至第三稳压单元的输入端与所述电源模块相连以对所述电源模块输出的电源电压进行转换，所述第一稳压单元的输出端与所述传感器模块和所述中控模块相连，所述第二稳压单元的输出端与所述中控模块和所述时钟模块相连，所述第三稳压单元的输出端与所述存储模块相连； 所述传感器模块包括:加速度计传感器和第一至第三射极跟随器，其中，所述加速度计传感器的输出端与所述第一至第三射极跟随器的输入端分别相连，所述第一至第三射极跟随器的输出端与所述中控模块相连； 所述中控模块进一步与所述存储模块、所述时钟模块和所述串口通信模块相连。2.如权利要求1所述的便携式振动监控装置，其特征在于，所述电源模块采用多节干电池。3.如权利要求1所述的便携式振动监控装置，其特征在于，所述中控模块集成有微控制器MCU和数字信号处理DSP处理器。4.如权利要求1所述的便携式振动监控装置，其特征在于，所述加速度计传感器采用三轴加速度计芯片。5.如权利要求1所述的便携式振动监控装置，其特征在于，所述传感器模块还包括:温湿度传感器，所述温湿度传感器的输入端与所述第一稳压单元相连，所述温湿度传感器的输出端与所述第一至第三射极跟随器的输入端分别相连。6.如权利要求1所述的便携式振动监控装置，其特征在于，所述存储模块采用串行接口的FLASH存储器。7.如权利要求1所述的便携式振动监控装置，其特征在于，所述串口通信模块采用RS232串行接口。8.如权利要求1或7所述的便携式振动监控装置，其特征在于，还包括:USB接口转换器，所述USB接口转换器的输入端与所述串口通信模块的输出端相连，所述USB接口转换器的输出端与个人计算机PC或移动终端相连。
【文档编号】G01H17/00GK205642609SQ201620353607
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】田世斌
【申请人】北京七维航测科技股份有限公司