一种减速器用非接触式油温油位监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种减速器用非接触式油温油位监测装置，包括主控电路、分别对所监测减速器内油液的油温和油位进行实时检测的红外测温传感器和超声波液位传感器以及参数输入单元、显示单元和电源模块；主控电路为Atmega16单片机，红外测温传感器和超声波液位传感器均与Atmega16单片机相接；减速器的上盖上开有两个分别供红外测温传感器和超声波液位传感器安装的安装孔，红外测温传感器和超声波液位传感器均通过紧固螺栓固定在安装孔内。本实用新型电路简单、传感器安装布设方便、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能解决现有油位与油温人工定期检查不能及时发现减速器故障和接触式检测时传感器易受油介质影响的问题。
【专利说明】一种减速器用非接触式油温油位监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油温油位监测【技术领域】，具体涉及一种减速器用非接触式油温油位监测装置。
【背景技术】
[0002]目前，带式输送机是煤矿运输的关键设备之一，减速器长时间高负荷工作，造成齿轮油温升高，而油温过高时可能导致减速器产生齿轮损坏、轴承损坏。由于油温过高使油的粘度降低、油液加速氧化，将使相对运动表面间的润滑油膜变薄，机械磨损增加，容易产生严重的齿轮“点蚀”和高速轴承烧坏抱死故障，并且密封装置加速老化变质，丧失密封性能。而减速器油位过低会导致齿轮得不到充分的润滑和减速器油温升高，从而加速齿轮磨损。减速器油位过高，会影响减速器的热功率容量，若通气量不足会致使内部零件膨胀，传动效率下降。目前，减速器油温和油位主要靠人工定期检查，检测效率低，并且不能及时发现减速器故障。另外，采用接触式油位与油温传感器进行接触式检测时，传感器易受油介质影响。实际应用过程中，其它机械设备的减速器也存在同样的问题。因此，需提出一种基于红外测温和超声测油位的减速器用非接触式油温油位监测装置，能对油温和油位实时、准确监测，以提高减速器使用寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其电路简单、传感器安装布设方便、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能解决人工定期检查不能及时发现减速器故障和油位与油温传感器接触式检测时存在的传感器易受油介质影响的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:包括主控电路、分别对所监测减速器内油液的油温和油位进行实时检测的红外测温传感器和超声波液位传感器以及分别与主控电路相接的参数输入单元、显示单元和电源模块，所述超声波液位传感器与电源模块相接；所述主控电路为Atmegal6单片机,所述红外测温传感器和超声波液位传感器均与Atmegal6单片机相接；所述减速器的上盖上开有两个分别供红外测温传感器和超声波液位传感器安装的安装孔，所述红外测温传感器和超声波液位传感器均通过紧固螺栓固定在所述安装孔内。
[0005]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:所述红外测温传感器和超声波液位传感器均通过两个所述紧固螺栓进行固定，两个所述紧固螺栓分别位于所述上盖的上下两侧。
[0006]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:所述红外测温传感器为TN9红外温度传感器，所述超声波液位传感器为超声波液位传感器模块NU40F30TR-5MA1N。
[0007]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:还包括由主控电路控制的声光报警单元。
[0008]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:所述参数输入单元为按键电路；所述按键电路包括按键S7、S8、S9和S10，按键S7的一端接地且其另一端经电阻Rl后与Atmegal6单片机的PBO引脚相接，按键S8的一端接地且其另一端经电阻R2后与Atmegal6单片机的PBl引脚相接,按键S9的一端接地且其另一端经电阻R3后与Atmegal6单片机的PB2引脚相接，按键SlO的一端接地且其另一端经电阻R4后与Atmegaie单片机的PB3引脚相接。
[0009]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:还包括与主控电路相接的串行通信电路和程序下载接口。
[0010]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:所述串行通信电路包括RS485输出接口和RS485通信电路，所述RS485通信电路为芯片MAX485，RS485输出接口的第2引脚和第3引脚分别与芯片MAX485的A和B引脚相接，芯片MAX485的A和B引脚之间串接有电阻R11，芯片MAX485的RXD和TXD引脚分别与Atmegal6单片机的RXD和TXD引脚相接，芯片MAX485的REN和TEN引脚相接且二者均与Atmegal6单片机的(ΙΝΤ0)Η)2引脚相接；所述程序下载接口为ISP接口，ISP接口的第2引脚和第10脚分别与Atmegal6单片机的MISO和MOSI引脚相接，ISP接口的第4引脚与Atmegal6单片机的SCK引脚相接，且ISP接口的第6引脚与Atmegal6单片机的/RESET引脚相接。
[0011]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:所述显示单元为液晶显示模块，所述液晶显示模块为LCM12864液晶显示模块,所述LCM12864液晶显示模块的第7-14引脚分别与芯片74LS164的Q0-Q7引脚相接，所述LCM12864液晶显示模块的第15引脚、第16引脚和第17引脚分别与Atmegaie单片机的PC5、PC6和PC7引脚相接，所述LCM12864液晶显示模块的第19引脚与滑动变阻器Rl的一个固定端相接，滑动变阻器Rl的另一个固定端接+5V电源端且其滑动端与LCM12864液晶显示模块的第3引脚相接；芯片74LS164的A和B引脚相接且二者均与Atmegal6单片机的PCO引脚相接，芯片74LS164的CLK引脚与Atmegal6单片机的PCl引脚相接；LCM12864液晶显示模块的第4引脚、第5引脚和第6引脚分别与Atmegal6单片机的PC2、PC3和PC4引脚相接。
[0012]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:所述声光报警单元包括蜂鸣器报警电路、油温过高报警电路、油位过高报警电路和油位过低报警电路；所述蜂鸣器报警电路包括三极管Q2和蜂鸣器U3，三极管Q2的基极经电阻R17后与Atmegal6单片机的(INT1)PD3引脚相接且其集电极经电阻R18后接地，蜂鸣器U3的两个接线端分别与三极管Q2的发射极和+5V电源端相接；所述油温过高报警电路包括三极管Ql和发光二极管D1，三极管Ql的基极经电阻R5后与Atmegal6单片机的(ICPl)PD6引脚相接，三极管Ql的发射极经电阻R6后接+5V电源端且其集电极经发光二极管Dl后接地；所述油位过高报警电路包括三极管Q6和发光二极管D4，三极管Q6的基极经电阻R20后与Atmegal6单片机的(OClA) PD5引脚相接，三极管Q6的发射极经电阻R9后接+5V电源端且其集电极经发光二极管D4后接地；所述油位过低报警电路包括三极管Q3和发光二极管D2，三极管Q3的基极经电阻R19后与Atmegal6单片机的(OCClB)PD4引脚相接，三极管Q3的发射极经电阻R8后接+5V电源端且其集电极经发光二极管D2后接地。
[0013]上述一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征是:两个所述安装孔内均安装有供红外测温传感器和超声波液位传感器安装的安装座，所述红外测温传感器和超声波液位传感器均安装在所述安装座内，所述安装座的外侧壁上设置有与紧固螺栓相配合使用的外螺纹结构。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、结构简单、设计合理且传感器安装方便，拆装简单。
[0016]2、电路简单、接线方便且投入成本较低。
[0017]3、使用操作简便，只需通过按键电路设置油温过高、油位过低和油位过高的报警阈值即可，之后本实用新型便能对所监测减速器内油液的油温和油位分别进行实时检测，当检测发现油温过高、油位过高和油位过低时，分别通过相应的报警电路发出报警信号。同时，本实用新型12864液晶显示模块实时显示检测得到的油温和油位值。
[0018]4、检测精度较高且使用效果好，所采用的油位与油温传感器均为非接触式检测，因而传感器受油介质影响较小，并且能对所监测减速器内油液的油温和油位进行实时检测，从而提高减速器使用寿命，经济效益较高。
[0019]综上所述，本实用新型电路简单、传感器安装布设方便、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，能解决人工定期检查不能及时发现减速器故障和油位与油温传感器接触式检测时存在的传感器易受油介质影响的问题。
[0020]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0022]图2为本实用新型红外测温传感器与超声波液位传感器的电路原理框图。
[0023]图2-1为图2中A处的局部放大示意图。
[0024]图3为本实用新型主控电路、按键电路和程序下载接口的电路原理图。
[0025]图4为本实用新型液晶显示模块的电路原理图。
[0026]图5为本实用新型串行通信接口的电路原理图。
[0027]图6为本实用新型油位过低报警电路的电路原理图。
[0028]图7为本实用新型油位过高报警电路的电路原理图。
[0029]图8为本实用新型蜂鸣器报警电路的电路原理图。
[0030]图9为本实用新型油温过高报警电路的电路原理图。
[0031]附图标记说明:
[0032]I 一主控电路； 2—红外测温传感器；3—超声波液位传感器；
[0033]4 一减速器； 5—电源模块； 6—紧固螺栓；
[0034]7-1一第一安装座；7-2—第二安装座；8—按键电路；
[0035]9一串行通/[目电路；10—程序下载接口 ； 11 一液晶显不模块；
[0036]12—声光报警单元；13—垫片。
【具体实施方式】
[0037]如图1、图2、图2-1及图3所示，本实用新型包括主控电路1、分别对所监测减速器4内油液的油温和油位进行实时检测的红外测温传感器2和超声波液位传感器3以及分别与主控电路I相接的参数输入单元、显示单元和电源模块5，所述超声波液位传感器3与电源模块5相接。所述主控电路I为Atmegaie单片机，所述红外测温传感器2和超声波液位传感器3均与Atmegaie单片机相接。所述减速器4的上盖上开有两个分别供红外测温传感器2和超声波液位传感器3安装的安装孔，所述红外测温传感器2和超声波液位传感器3均通过紧固螺栓6固定在所述安装孔内。
[0038]本实施例中，本实用新型还包括由主控电路I控制的声光报警单元12。
[0039]如图6、图7、图8和图9所示，所述声光报警单元12包括蜂鸣器报警电路、油温过高报警电路、油位过高报警电路和油位过低报警电路。
[0040]所述蜂鸣器报警电路包括三极管Q2和蜂鸣器U3，三极管Q2的基极经电阻R17后与Atmegaie单片机的(INT1)PD3引脚相接且其集电极经电阻R18后接地，蜂鸣器U3的两个接线端分别与三极管Q2的发射极和+5V电源端相接，详见图8。
[0041]所述油温过高报警电路包括三极管Ql和发光二极管D1，三极管Ql的基极经电阻R5后与Atmegal6单片机的(ICPl) PD6引脚相接，三极管Ql的发射极经电阻R6后接+5V电源端且其集电极经发光二极管Dl后接地，详见图9。
[0042]所述油位过高报警电路包括三极管Q6和发光二极管D4，三极管Q6的基极经电阻R20后与Atmegal6单片机的(OClA)PD5引脚相接，三极管Q6的发射极经电阻R9后接+5V电源端且其集电极经发光二极管D4后接地，详见图7。
[0043]所述油位过低报警电路包括三极管Q3和发光二极管D2，三极管Q3的基极经电阻R19后与Atmegal6单片机的(OCClB)PD4引脚相接，三极管Q3的发射极经电阻R8后接+5V电源端且其集电极经发光二极管D2后接地，详见图6。
[0044]本实施例中，所述红外测温传感器2为TN9红外温度传感器，所述超声波液位传感器3为超声波液位传感器模块NU40F30TR-5MA1N。
[0045]实际接线时，所述TN9红外温度传感器的第2引脚、第3引脚和第5引脚分别与Atmegal6单片机的MISO、SCK和PB4弓丨脚相接，超声波液位传感器模块NU40F30TR-5MA1N的信号输出引脚与Atmegal6单片机的ADCO引脚相接。
[0046]同时，本实用新型还包括与主控电路I相接的串行通信电路9和程序下载接口 10。
[0047]如图5所示，所述串行通信电路9包括RS485输出接口和RS485通信电路，所述RS485通信电路为芯片MAX485，RS485输出接口的第2引脚和第3引脚分别与芯片MAX485的A和B弓丨脚相接，芯片MAX485的A和B引脚之间串接有电阻R11，芯片MAX485的RXD和TXD引脚分别与Atmegal6单片机的RXD和TXD引脚相接，芯片MAX485的REN和TEN引脚相接且二者均与Atmegal6单片机的(INT0)PD2引脚相接。
[0048]本实施例中，所述程序下载接口 10为ISP接口，ISP接口的第2引脚和第10脚分别与Atmegal6单片机的MISO和MOSI引脚相接，ISP接口的第4引脚与Atmegal6单片机的SCK引脚相接，且ISP接口的第6引脚与Atmegal6单片机的/RESET引脚相接。ISP接口的第I引脚、第2引脚和第3引脚均接地。
[0049]本实施例中，所述显示单元为液晶显示模块11,并且所述液晶显示模块11为LCMl2864液晶显示模块。
[0050]如图4所示，所述LCM12864液晶显示模块的第7_14引脚分别与芯片74LS164的Q0-Q7引脚相接，所述LCM12864液晶显示模块的第15引脚、第16引脚和第17引脚分别与Atmegal6单片机的PC5、PC6和PC7引脚相接，所述LCM12864液晶显示模块的第19引脚与滑动变阻器Rl的一个固定端相接，滑动变阻器Rl的另一个固定端接+5V电源端且其滑动端与LCM12864液晶显示模块的第3引脚相接；芯片74LS164的A和B引脚相接且二者均与Atmegal6单片机的PCO引脚相接，芯片74LS164的CLK引脚与Atmegal6单片机的PCl弓丨脚相接。LCM12864液晶显示模块的第4引脚、第5引脚和第6引脚分别与Atmegal6单片机的PC2、PC3和PC4引脚相接。
[0051]所述Atmegal6单片机的XTALl和XTAL2引脚分别与晶振X2的两个接线端相接，且Atmegal6单片机的XTALl和XTAL2引脚分别经电容ClO和C8后接地。Atmegal6单片机的AREF引脚分两路，一路经电容C9后接地且另一路经电感L2后接+5V电源。
[0052]实际使用时，所述超声波液位传感器模块NU40F30TR-5MA1N的工作电压为24V，Atmegal6单片机的工作电压为5V。
[0053]本实施例中，所述参数输入单元为按键电路8。
[0054]所述按键电路8包括按键S7、S8、S9和S10，按键S7的一端接地且其另一端经电阻Rl后与Atmegaie单片机的PBO引脚相接，按键S8的一端接地且其另一端经电阻R2后与Atmegal6单片机的PBl引脚相接,按键S9的一端接地且其另一端经电阻R3后与Atmegal6单片机的PB2引脚相接，按键SlO的一端接地且其另一端经电阻R4后与Atmegaie单片机的PB3引脚相接，
[0055]本实施例中，所述红外测温传感器2和超声波液位传感器3均通过两个所述紧固螺栓6进行固定，两个所述紧固螺栓6分别位于所述上盖的上下两侧。两个所述安装孔内均安装有供红外测温传感器2和超声波液位传感器3安装的安装座，所述红外测温传感器2和超声波液位传感器3均安装在所述安装座内，所述安装座的外侧壁上设置有与紧固螺栓6相配合使用的外螺纹结构。两个所述紧固螺栓6分别安装在所述安装座的上下部。两个所述安装座分别为供红外测温传感器2安装的第一安装座7-1和供超声波液位传感器3安装的第二安装座7-2。同时，所述紧固螺栓6与所述上盖之间垫装有垫片13。
[0056]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:包括主控电路(I)、分别对所监测减速器(4)内油液的油温和油位进行实时检测的红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)以及分别与主控电路(I)相接的参数输入单元、显示单元和电源模块(5)，所述超声波液位传感器(3)与电源模块(5)相接；所述主控电路(I)为Atmegaie单片机，所述红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)均与Atmegaie单片机相接；所述减速器(4)的上盖上开有两个分别供红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)安装的安装孔，所述红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)均通过紧固螺栓(6)固定在所述安装孔内。
2.按照权利要求1所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:所述红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)均通过两个所述紧固螺栓(6)进行固定，两个所述紧固螺栓(6)分别位于所述上盖的上下两侧。
3.按照权利要求1或2所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:所述红外测温传感器(2)为TN9红外温度传感器，所述超声波液位传感器(3)为超声波液位传感器模块NU40F30TR-5MA1N。
4.按照权利要求1或2所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:还包括由主控电路(I )控制的声光报警单元(12)。
5.按照权利要求1或2所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:所述参数输入单元为按键电路⑶；所述按键电路⑶包括按键S7、S8、S9和S10，按键S7的一端接地且其另一端经电阻Rl后与Atmegal6单片机的PBO引脚相接，按键S8的一端接地且其另一端经电阻R2后与Atmegaie单片机的PBl引脚相接，按键S9的一端接地且其另一端经电阻R3后与Atmegaie单片机的PB2引脚相接，按键SlO的一端接地且其另一端经电阻R4后与Atmegal6单片机的PB3引脚相接。
6.按照权利要求1或2所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:还包括与主控电路⑴相接的串行通信电路(9)和程序下载接口(10)。
7.按照权利要求6所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:所述串行通信电路(9)包括RS485输出接口和RS485通信电路，所述RS485通信电路为芯片MAX485,RS485输出接口的第2引脚和第3引脚分别与芯片MAX485的A和B引脚相接，芯片MAX485的A和B引脚之间串接有电阻Rl I，芯片MAX485的RXD和TXD引脚分别与Atmegal6单片机的RXD和TXD引脚相接，芯片MAX485的REN和TEN引脚相接且二者均与Atmegal6单片机的(INTO)PD2引脚相接；所述程序下载接口(10)为ISP接口，ISP接口的第2引脚和第10脚分别与Atmegal6单片机的MISO和MOSI引脚相接，ISP接口的第4引脚与Atmegal6单片机的SCK引脚相接，且ISP接口的第6引脚与Atmegal6单片机的/RESET引脚相接。
8.按照权利要求1或2所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:所述显示单元为液晶显示模块(11)，所述液晶显示模块(11)为LCM12864液晶显示模土夹，所述LCM12864液晶显示模块的第7_14引脚分别与芯片74LS164的Q0-Q7引脚相接，所述LCM12864液晶显示模块的第15引脚、第16引脚和第17引脚分别与Atmegal6单片机的PC5、PC6和PC7引脚相接，所述LCM12864液晶显示模块的第19引脚与滑动变阻器Rl的一个固定端相接，滑动变阻器Rl的另一个固定端接+5V电源端且其滑动端与LCM12864液晶显示模块的第3引脚相接；芯片74LS164的A和B引脚相接且二者均与Atmegal6单片机的PCO引脚相接，芯片74LS164的CLK引脚与Atmegal6单片机的PCl引脚相接；LCM12864液晶显示模块的第4引脚、第5引脚和第6引脚分别与Atmegaie单片机的PC2、PC3和PC4引脚相接。
9.按照权利要求4所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:所述声光报警单元(12)包括蜂鸣器报警电路、油温过高报警电路、油位过高报警电路和油位过低报警电路；所述蜂鸣器报警电路包括三极管Q2和蜂鸣器U3，三极管Q2的基极经电阻R17后与Atmegal6单片机的(INTl) PD3引脚相接且其集电极经电阻R18后接地，蜂鸣器U3的两个接线端分别与三极管Q2的发射极和+5V电源端相接；所述油温过高报警电路包括三极管Ql和发光二极管Dl，三极管Ql的基极经电阻R5后与Atmegal6单片机的(ICPl) TO6引脚相接，三极管Ql的发射极经电阻R6后接+5V电源端且其集电极经发光二极管Dl后接地；所述油位过高报警电路包括三极管Q6和发光二极管D4，三极管Q6的基极经电阻R20后与Atmegal6单片机的(OClA)PD5引脚相接，三极管Q6的发射极经电阻R9后接+5V电源端且其集电极经发光二极管D4后接地；所述油位过低报警电路包括三极管Q3和发光二极管D2，三极管Q3的基极经电阻R19后与Atmegal6单片机的(OCClB)PD4引脚相接，三极管Q3的发射极经电阻R8后接+5V电源端且其集电极经发光二极管D2后接地。
10.按照权利要求1或2所述的一种减速器用非接触式油温油位监测装置，其特征在于:两个所述安装孔内均安装有供红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)安装的安装座，所述红外测温传感器(2)和超声波液位传感器(3)均安装在所述安装座内，所述安装座的外侧壁上设 置有与紧固螺栓(6)相配合使用的外螺纹结构。
【文档编号】G01F23/296GK203811293SQ201420204259
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】毛清华, 马宏伟, 鹿翔, 方霖, 常志豪, 王伟, 董润霖 申请人:西安科技大学