一种自适应变量程电机振动检测装置的制作方法

本发明涉及电机设备领域，具体而言，涉及一种自适应变量程电机振动检测装置。

背景技术：

电机在运行过程中由于安装等机械原因、驱动器的应用等电磁原因均会导致电机在运行过程中产生振动，通过检测电机运行时产生的振动信息，可以获知电机在运行时所处的工作状态。一方面，可配合电机控制策略在一定程度上减小电机在运行过程中产生的振动，从而减小对电机的损害，延长电机使用寿命；另一方面，在电机发生振动超差时及时给电机控制器发出停机信号，并报警，避免电机损坏。

目前，在相关技术中，对电机设备进行振动检测，采用的均为测试前必须确定量程的振动检测设备。针对采用定量程电机振动检测装置适应性差，以及由于选择使用的振动检测装置量程不合适导致检测精度降低，甚至无法进行振动检测的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种能够自适应变量程的电机振动检测装置，以解决现有技术中因采用确定量程电机振动检测装置适应性差的问题，并解决由于选择的振动检测装置量程不合适又无法在线调整、变换测量量程而导致的检测精度降低，甚至无法进行振动检测的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种自适应变量程的电机振动检测装置，

包括：振动检测模块，信号预处理模块以及控制模块；

所述振动检测模块，由振动传感器构成，用于检测并获取待测电机的振动信息；

所述信号预处理模块，用于将获取的待测电机的振动信息进行预处理并传输至控制模块，所述信号预处理模块的输入端连接振动检测模块，输出端连接控制模块；

所述控制模块包括：控制器、电源通断控制电路以及多路模拟开关，用于根据待测电机的振动信息，匹配分析振动传感器的量程进行振动传感器的选取，以完成振动检测模块量程的在线自适应变换。

进一步地，若所述振动传感器为定量程振动传感器，则所述振动检测模块包括多个定量程振动传感器。

进一步地，所述多个定量程振动传感器的量程范围各不相同。

进一步地，其特征在于，所述多个定量程振动传感器具备独立的电源且共用地线，还具备独立的信号输出通道。

进一步地，所述多个定量程振动传感器的放置方法为：保持各定量程振动传感器之间的测量轴向一致。

进一步地，若所述振动传感器为mems型的数字振动传感器，则该装置可省略信号预处理模块，所述振动检测模块输出端直接与控制模块的控制器相应数字接口相连；若所述振动传感器为模拟型的数字振动传感器，且若所述控制器自带多路a/d转换接口，则该所述控制模块可省略多路模拟开关。

进一步地，所述控制模块包括决策信息传递模块，所述决策信息传递模块与控制模块的控制器相连，用于决策是否发送停机信号至电机，并执行决策信息的发送。

进一步地，所述控制模块包括振动信息保存电路，所述振动信息保存电路与控制模块的控制器相连，用于保存振动信息。

进一步地，所述控制模块包括数据传输模块，所述数据传输模块与控制模块的控制器相连，用于传输振动信息。

进一步地，所述控制模块包括报警器，所述报警器与控制模块的控制器相连，用于当振动信息超出预设振动信息指标时，进行告警。

综上，本发明提供了一种自适应变量程的电机振动检测装置，包括：振动检测模块，信号预处理模块以及控制模块；所述振动检测模块，由振动传感器构成，用于检测并获取待测电机的振动信息；所述信号预处理模块，用于将获取的待测电机的振动信息进行预处理并传输至控制模块，所述信号预处理模块的输入端连接振动检测模块，输出端连接控制模块；所述控制模块包括：控制器、电源通断控制电路、多路模拟开关，用于根据待测电机的振动信息，匹配分析振动传感器的量程进行振动传感器的选取，以实现电机振动检测的过程中振动检测模块量程的在线自适应变换。

本发明的有益效果为：

通过结合多个定量程振动检测器对电机振动进行可变量程精确检测，解决了传统方法中因使用单一振动检测器而使得振动信息超出量程而导致检测精度降低或难以检测的问题，可实现不同测量量程的在线自适应变换，以达到在整个检测过程中根据待测振动信息不同阶段的特点，实现振动检测装置测量量程的动态、自适应变换的效果；还可通过灵活选取mems数字传感器，简化了信号预处理电路，降低了检测装置的安装成本以及减少了人工的投入使用，使操作更加灵活简变化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的自适应变量程电机振动检测装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的自适应变量程电机振动检测装置中振动检测模块的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和有点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书记上述附图中的术语“进一步”、“下一个”、“后续”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或者描述的那些以外的顺序实施。此外，属于“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

根据本发明的实施例，提供了一种自适应变量程电机振动检测装置，该用于电机设备的振动检测装置用于检测运行中电机产生的振动，并分析振动参数是否满足预设的电机振动指标要求。

需要说明的是，所谓振动指标是指用于电机由于电磁驱动器产生的电磁振动和机械装配问题导致的机械振动的幅值、峰值、谷值以及在频域的频率分布等。电机由于各种原因运行时产生的振动参数如果满足预设值，则表明电机处在正常工作状态下，如果振动参数不满足预设振动指标，则表明电机处在不正常工作状态中。

例如，电机在运行时产生的振动幅值小于预设值，则表明电机处在正常工作状态下；如果产生的振动幅值大于预设值或者已经临近乃至超过了振动超差的阈值，则表明电机处于不正常工作状态中。振动参数可以根据被测电机类别以及工况设定。

本发明给出了一种自适应变量程电机检测装置的实施例，为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明中技术方案作进一步详细的说明：

本发明提供了一种自适应变量程电机振动检测装置实施例，如图1所示，包括：振动检测模块100，信号预处理模块200以及控制模块300；

所述振动检测模块100，由振动传感器构成，用于检测并获取待测电机的振动信息；

其中，所述振动传感器的类型包括但不限于mems的数字振动传感器、定量程的振动传感器等，且振动传感器可以是单轴振动传感器，也可以是三轴振动传感器；

所述振动信息包括但不限于电机由于电磁驱动器产生的电磁振动和机械装配问题导致的机械振动的幅值、峰值、谷值以及在频域的频率分布规律。

所述信号预处理模块200，用于将获取的待测电机的振动信息进行预处理并传输至控制模块300，所述信号预处理模块200的输入端连接振动检测模块100，输出端连接控制模块300；

其中，所述振动检测模块100检测到的振动信号要经过信号预处理模块200进行预先处理。例如，进行滤波、放大等预处理。如果选择多个定量程振动传感器，信号预处理模块200为每一个振动传感器单独设计一路信号预处理通道，为不同的振动传感器设置其相应的滤波电路和放大电路，而且该信号预处理通道数量应该与振动检测模块200中所包含的定量程振动传感器的数量保持一致。例如：与振动传感器101相对应的信号预处理模块200中的滤波器211与放大器212，同理，其余的依次类推。

所述控制模块300包括：控制器301、电源通断控制电路302以及多路模拟开关303，用于根据待测电机的振动信息，匹配分析振动传感器的量程进行振动传感器的选取，以实现电机振动检测的过程中振动检测模块100量程的在线自适应变换。

其中，电源通断控制电路302具体用于自适应变量程时的电源分配。经过预处理后的振动信息由控制模块300分析判断，进行幅值匹配，确定相应匹配的振动传感器，通过电源通断控制电路302仅为已选定的振动传感器单独供电；

其中，多路模拟开关303，用于控制预处理后的振动信息传输通道，能够使信号预处理后的振动信息经由多路模拟开关进入下一个分析、处理环节，加之电源通断电路302会单独为适合检测的振动传感器供电。即通过电源通断控制电路和多路模拟开关共同控制振动传感器的选取和使用，共同实现电机振动检测的过程中电机振动检测装置的量程的自适应变换。

优选地，若所述振动传感器为定量程的振动传感器，则所述振动检测模块包括多个定量程振动传感器。

优选地，所述多个定量程振动传感器的量程范围各不相同。例如：假设本实施例中振动检测模块100包含4个振动传感器，分别为振动传感器101、振动传感器102、振动传感器103、振动传感器104；则所包含的各振动传感器101～104量程各不相同，呈阶梯排布，且保证有量程能够覆盖常用电机振动检测量程需求的振动传感器。

优选地，所述多个定量程振动传感器具备独立的电源且共用地线，还具备独立的信号输出通道。

优选地，所述多个定量程振动传感器的放置方法为：保持各定量程振动传感器之间的测量轴向一致，这样才能保证振动检测过程中自适应变量程电机振动检测装置在线自适应改变量程的时，产生的误差尽可能小，便于后续对数据进行修正。

其中，振动传感器101～104被放置于一个尽可能小的密闭空间内，并留出供电和信号输出屏蔽线的出口111，另外为减少振动检测模块100内振动传感器101～104输出信号的相互干扰，该装置保证为每一个振动传感器单独供电，但共用一个地线，在振动检测过程中，总是保证只有一个振动传感器处于工作状态，且各振动传感器101～104具有独立的信号输出通道，为防止空间电磁干扰可以选用屏蔽线。

优选地，若所述振动传感器为mems型的数字振动传感器，则该所述控制模块可省略信号预处理模块，所述振动检测模块输出端直接与控制模块的控制器相应数字接口相连；若所述振动传感器为模拟型的数字振动传感器，且若所述控制器自带多路a/d转换接口，则所述控制模块可省略多路模拟开关。

可选地，振动检测模块100中可以由一个或多个mems型的数字振动传感器组成，如果仅有一个mems型的数字振动传感器组成，则需要传感器自身是多量程的才能实现自适应变量程的振动检测。另外，如果振动检测部件100中可以由一个或多个mems型的数字振动传传感器组成，则可省略信号预处理电路，直接将mems型的数字传感器输出的数字量送给控制模块300进行进一步的分析处理；

可选地，为了提供检测精度，可以不用控制模块300中的控制器301自带的a/d转换接口，而采用外置的a/d转换器，将经信号预处理模块200后的振动信息进行数字量模拟量的转换，并传送给控制模块300中进行进一步分析处理。

优选地，所述控制模块包括决策信息传递模块305，所述决策信息传递模块305与控制模块300的控制器301相连，用于决策是否发送停机信号至电机，并执行决策信息的发送；当振动检测结果表明将要或者已经出现振动超差，可能导致电机损坏时，给电机控制器发送停机信号。

可选地，决策信息传递模块305可以设计成为一个继电器驱动模块，为电机控制器提供一个开关量，也可以利用工业总线传输停机提示信息。

通过增加决策信息传递模块和报警器，在振动检测结果超出预设标准值范围时，能够及时给电机发送停止信号以及报警，更加快速及时对电机进行保护，从而可避免电机损坏造成的巨大损失。优选地，所述控制模块300包括振动信息保存电路304，所述振动信息保存电路304与控制模块300的控制器301相连，用于保存振动信息。

其中，当检测指标要求高于控制器能够实现的实时处理能力或有直接存储分析结果的需要时，为振动信息提供一个存储的介质，待检测结束后将振动信息导出进行深入的分析和处理。

优选地，所述控制模块包括数据传输模块306，所述数据传输模块306与控制模块300的控制器301相连，用于传输振动信息。

其中，当振动检测指标要求高于电机振动检测装置中控制器能够完成的实时处理能力时或其他需要传输振动信息的场景，可以利用数据传输模块306将检测到的振动信息传输出去，给有能力实现实时处理的装置或设备进行深入分析。

优选地，所述控制模块包括报警器307，所述报警器307与控制模块300的控制器301相连，用于当振动信息超出预设振动指标时，进行告警。

可选地，报警器307可以是蜂鸣器，可以是小功率发光二极管，也可以是一个继电器驱动电路带动工作于交流供电方式的报警装置。

通过增加振动信息保存电路或者数据传输模块，在检测到振动检测指标要求高于电机振动检测装置中控制器能够实现的实时处理能力时，能够将检测到的振动信息数据进行保存或传输给有能力实现振动信息实时处理的装置或设备进行后续分析。

如上所述，所给实施例提供了一种自适应变量程的电机振动检测装置，包括：振动检测模块，信号预处理模块以及控制模块；所述振动检测模块，由振动传感器构成，用于检测并获取待测电机的振动信息；所述信号预处理模块，用于将获取的待测电机的振动信息进行预处理并传输至控制模块，所述信号预处理模块的输入端连接振动检测模块，输出端连接控制模块；所述控制模块包括：控制器、电源通断电路以及多路模拟开关，用于根据待测电机的振动信息，与振动传感器的量程进行匹配分析，以实现电机振动检测的过程中振动检测模块量程的在线自适应变换。

综上，通过结合多个覆盖检测范围广的定量程振动检测器进行测量，改变了传统使用单一振动检测器中因振动信息处于传感器允许测量范围临界值附近时，而导致的检测精度降低问题，甚至振动信息超出传感器允许测量范围时，无法完成振动检测的问题，能够实现不同量程的变换，以达到整个检测过程中根据待测振动信息在不同阶段的特点，不断的实现振动检测装置量程的动态、自适应变换的效果；解决现有技术中因采用确定量程电机振动检测装置适应性差的问题。

以上实施例用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。