一种双通道智能冲击脉冲变送表的制作方法

本实用新型属于旋转机械保护设备制造技术领域，涉及机械振动监测和保护领域的技术，是一种简单、高效的双通道智能冲击脉冲变送表。

背景技术：
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近年来，连续作业的大型企业，如电力行业、石化行业、机械行业、钢铁行业、制造行业等，旋转机械得到广泛应用，是生产中的关键设备，对安全生产影响很大。实际应用中，由于存在许多例如磨损等无法避免的因素，旋转机械经常会出现各种故障，以致降低或失去其预定的功能，甚至可能引发严重的事故，造成巨大的经济损失乃至人员伤亡，产生严重的社会影响。因此，对旋转机械进行振动监测就能够有效减少设备故障情况的发生，保证机器设备的安全高效运行。

随着故障诊断技术不断成熟，人们对于旋转机械的振动监测系统认可度也越来越高。例如专利CN106568565A中公开了一种旋转机械振动在线监测实验装置，其将振动位移传感器和振动加速度传感器采集的信号输送到数据处理系统，经过数据处理系统的分析得到不同工况下各部件的振动响应曲线和相关图谱。然而，传统中应用于旋转机械的振动监测以及振动频谱分析等方法对于往复压缩机却并不理想。由于往复压缩机结构复杂且振动激励源较多，从振动信号时域波形很难直接提取有用信号。往复压缩机许多机械类故障，如十字头销松动、汽缸划痕等故障信号都具有明显的冲击特征。冲击脉冲监测的原理就是利用硬件技术或软件方法，将振动信号波形中有故障的冲击脉冲信号提取出来，以冲击次数记录方式输出，为判断机组运行状况提供依据，从而有效减少设备故障情况的发生，保证机器设备的安全高效运行。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种简单、高效的双通道智能冲击脉冲变送表，能对往复式压缩机的冲击脉冲进行监测处理。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的双通道智能冲击脉冲变送表，包括数码管、LED显示屏、控制键盘、原始振动信号的缓冲输出端子、电流输出端子、传感器输入端子、通讯接口、壳体和电路单元；壳体采用符合RFI/EMI防护要求的铝外壳封装，在壳体正面中心位置固定设置LED显示屏，若干个数码管左右对称排布在LED显示屏左右两侧的壳体上，在LED显示屏下部的壳体设置控制键盘，控制键盘左右两侧的壳体上设置原始振动信号的缓冲输出端子，电流输出端子、传感器输入端子和通讯接口分别设置在壳体背面；由中央处理电路、电流输出电路、A/D转换电路、原始信号缓冲输出电路、模拟信号预处理电路、通讯电路、键盘控制电路、数码管显示电路、LED报警显示电路、继电器电路和报警电路构成的电路单元固定设置在变送表壳体内部；其中，模拟信号预处理电路、A/D转换电路、中央处理单元和电流输出电路按照信号传递方向依次连接，模拟信号预处理电路的输入端为多个独立的传感器输入端子，电流输出电路的输出端上设有多个独立的电流输出端子，且传感器输入端子与电流输出端子一一对应；原始信号缓冲输出电路的输入端与模拟信号预处理电路一输出端连接，原始信号缓冲输出电路的输出端为原始振动信号的缓冲输出端子，所述报警电路和继电器电路的输入端分别与中央处理单元的一输出端连接，所述键盘控制电路、数码管显示电路和LED报警显示电路的输出端分别与中央处理单元的一输入端连接，键盘控制电路、数码管显示电路和LED报警显示电路的输出端分别与控制键盘、数码管和LED显示屏连接；所述通讯电路与中央处理单元双向连接，通讯电路的输出端为通讯接口，实现与上位机的连接。

本实用新型涉及的通讯电路的输出端采用符合Modbus RTU通讯协议的RS485通讯接口。

本实用新型涉及的双通道智能冲击脉冲变送表，还包括电源电路，电源电路的输出端与中央处理单元的输入端连接，与电源电路的输入端连接的电源端子是两个独立的电源接口，电源接口能够选为220VAC电源接口或24VDC电源接口。

本实用新型涉及的电流输出端子输出4～20mA的电流，所述传感器输入端子接入加速度传感器，或振动传感器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：(1)不需要使用昂贵的专用冲击传感器，而使用通用的加速度传感器采集的振动信号，不仅可以测量设备的振动加速度，并且可以通过软件处理方法，提取出冲击脉冲信号并进行分析计算，最后进行报警输出，从而对设备产生保护作用；(2)它可以灵敏地监测机械设备的异常，是一种旋转设备的监测和保护装置。适用范围是：往复式压缩机及发动机等旋转机械；(3)支持全数字现场组态编程或出厂缺省组态设置，可现场或遥控报警复位/旁路/倍增；(4)检测灵敏，数据稳定性和重复性好；(5)LED报警显示电路和LED显示屏的设置，实现了远程监控。

附图说明：

图1为本实用新型涉及的双通道智能冲击脉冲变送表主视图。

图2为本实用新型涉及的双通道智能冲击脉冲变送表后视图。

图3为本实用新型涉及的双通道智能冲击脉冲变送表电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

实施例1：

本实施例涉及的双通道智能冲击脉冲变送表，包括数码管2、LED显示屏1、控制键盘3、原始振动信号的缓冲输出端子4、电流输出端子6、传感器输入端子7、通讯接口8、壳体10和电路单元；壳体10采用符合RFI/EMI防护要求的铝外壳封装，在壳体10正面中心位置固定设置LED显示屏1，若干个数码管2左右对称排布在LED显示屏1左右两侧的壳体10上，在LED显示屏1下部的壳体10设置控制键盘3，控制键盘3左右两侧的壳体10上设置原始振动信号的缓冲输出端子4，电流输出端子6、传感器输入端子7和通讯接口8分别设置在壳体10背面；由中央处理电路11、电流输出电路12、A/D转换电路13、原始信号缓冲输出电路14、模拟信号预处理电路15、通讯电路16、键盘控制电路17、数码管显示电路18、LED报警显示电路19、继电器电路20和报警电路9构成的电路单元固定设置在变送表壳体10内部；其中，模拟信号预处理电路15、A/D转换电路13、中央处理单元11和电流输出电路12按照信号传递方向依次连接，模拟信号预处理电路15的输入端为多个独立的传感器输入端子7，电流输出电路12的输出端上设有多个独立的电流输出端子6，且传感器输入端子7与电流输出端子6一一对应；原始信号缓冲输出电路14的输入端与模拟信号预处理电路15一输出端连接，原始信号缓冲输出电路14的输出端为原始振动信号的缓冲输出端子4，用于将通过滤波处理、筛选等预处理过程处理的原始信号输出给其他设备；所述报警电路9和继电器电路20的输入端分别与中央处理单元11的一输出端连接，所述键盘控制电路17、数码管显示电路18和LED报警显示电路19的输出端分别与中央处理单元11的一输入端连接，键盘控制电路17、数码管显示电路18和LED报警显示电路19的输出端分别与控制键盘3、数码管1和LED显示屏1连接；所述通讯电路16与中央处理单元11双向连接，通讯电路16的输出端为通讯接口8，实现与上位机的连接。

本实施例涉及的报警电路9根据设置的报警阈值，判断被检测设备是否处于不正常运行，当检测到的信号超出设定的报警范围，中央处理器单元11控制LED报警显示电路19和继电器电路20工作。所述继电器电路20根据接收到的控制信号，对外提供相应的开关量，控制相应的执行元件，例如开关，按钮，进而达到调整旋转机械工作状态的目的。所述LED报警显示电路19根据接收到的控制信号，控制LED显示屏1显示报警状态，LED显示屏1可以安装在远程的监控室内，实现远程监控。此外，LED显示屏1还能够显示被监测旋转设备的的OK、通讯、联锁等运行状态。

本实施例涉及的通讯电路16的输出端采用符合Modbus RTU通讯协议的通讯接口8实现与上位机的连接，具体为RS485通讯接口，通过上位机内置的组态软件获取双通道智能冲击脉冲变送表检测的数据和当前工作状态，同时对双通道智能冲击脉冲变送表的参数进行设置，另外还可以通过组态软件上传和输出波形图和频谱图；所述通讯接口8的存在，使得多块双通道智能冲击脉冲变送表能够按照Modbus RTU协议组成一个网络，通过不同的ID号进行区分，以便于对旋转机械进行全面监控。

本实施例涉及的控制键盘3上有若干个控制按键组成，例如系统复位按键——“+”按键和“-”按键，配合LED显示屏1，用户通过控制键盘3设定报警阈值的上、下限。此外，用户也能够通过与变送表连接的上位机内置软件进行配置。本实施例涉及的数码管2、LED显示屏1、控制键盘3、原始振动信号的缓冲输出端子4、电流输出端子6、传感器输入端子7和通讯接口8固定设置在变送表壳体表面，方便操作，以及与其他设备的连接。

本实施例涉及的双通道智能冲击脉冲变送表，还包括电源电路(图中未画出)，电源电路的输出端与中央处理单元11的输入端连接，与电源电路的输入端连接的电源端子5是两个独立的电源接口，电源接口能够选为220VAC电源接口或24VDC电源接口，方便用户根据现场选择电源接口。

本实施例涉及的电流输出端子6输出4～20mA的电流，所述传感器输入端子7接入加速度传感器，或振动传感器。中央处理单元11支持支持全数字现场组态编程或出厂缺省组态设置。

本实施例涉及的双通道智能冲击脉冲变送表，具体工作过程为：将固定在旋转机械上的传感器接入传感器输入端子7，传感器采集到的振动信号经模拟信号前端预处理电路15处理后，再通过A/D转换电路13转换成数字信号，最后将数字信号输入到中央处理单元11处理，中央处理单元11根据算法程序，提取出冲击脉冲信号并进行分析计算，或对或振动加速度信号处理，并经过转换电路后输出相应电流值由数码管2进行显示，当超出报警阈值范围，由LED显示屏1显示报警信息，同时控制继电器电路20工作，调整相应的元件的状态(如关闭旋转机械开关)，以达到保护旋转机械。