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1、(10)申请公布号 CN 102435302 A (43)申请公布日 2012.05.02 C N 1 0 2 4 3 5 3 0 2 A *CN102435302A* (21)申请号 201110288071.2 (22)申请日 2011.09.26 G01H 17/00(2006.01) G08C 17/02(2006.01) (71)申请人天津成科自动化工程技术有限公司 地址 300384 天津市南开区华苑产业区海泰 发展一路6号 (72)发明人刘守宁 杨欣 郭春香 (74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 代理人刘英兰 (54) 发明名称 远程无线振动监测装置 。
2、(57) 摘要 本发明涉及一种远程无线振动监测装置，该 装置包括振动信号采集模块和无线数据传输模 块；所述振动信号采集模块与无线数据传输模块 间采用数字总线进行连接通信。所述振动信号采 集模块包含一高精度数字式振动传感器；所述无 线数据传输模块内部设有微处理器单元、无线收 发单元和电源管理单元。无线数据传输模块内部 的微处理器单元，通过总线通信的方式控制高精 度数字式振动传感器，对振动信号进行采集；再 将采集到的振动数据通过连接串口的形式传输给 无线收发单元，无线收发单元以无线的方式向外 传输。所述振动信号采集模块中的高精度数字式 振动传感器，通过无线方式传输振动信号。其性能 可靠，操作安装简。
3、便，可用电池供电，能耗低，效果 显著。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102435307 A 1/1页 2 1.一种远程无线振动监测装置，其特征在于该装置包括振动信号采集模块及无线数据 传输模块，所述振动信号采集模块通过数字总线与无线数据传输模块连接；所述振动信号 采集模块包含一高精度振动传感器；所述无线数据传输模块包括电源管理单元、无线发射 天线、无线收发单元及微处理器单元，所述无线数据传输模块内部的微处理器单元和无线 收发单元之间设有连接串口。 2.根据权利要求1所述的远程无线振动。
4、监测装置，其特征在于所述高精度振动传感器 型号为ADXL345。 3.根据权利要求1所述的远程无线振动监测装置，其特征在于所述微处理器单元采用 型号为CC2530的无线芯片。 权 利 要 求 书CN 102435302 A CN 102435307 A 1/3页 3 远程无线振动监测装置 技术领域 0001 本发明涉及一种振动监测装置，特别涉及一种远程无线振动监测装置。 背景技术 0002 目前在电厂、水泥厂、钢厂、矿山以及沿海码头等很多行业长期运行的机械设备经 常出现不平衡、不对中等机械故障，严重时还可能会造成整个设备的中断停车，甚至可能导 致人身事故。传统监测方法就是依靠检修人员精心的维护。
5、以及现场工作经验、观察发现。精 心的维护可以很好的提高机械产品的使用寿命，但是却不能有效避免故障的发生；所有机 械设备故障的前兆一般就是运动设备的异常振动，通过对振动的监测可有效的预知故障的 出现；一旦发现隐患，就可以随时进行检查，防止故障扩大化，提前消除事故隐患。 0003 传统的振动监测方法主要是：手持式振动巡检仪，即人为通过手持式振动巡检仪 监测每个点的振动参数。这种方式的缺点在于需要投入很大的人力，对于现场工作环境比 较恶劣的地方，操作人员的身心健康受到很大的影响，这种方式不能自动进行数据的储存， 也无法实现实时的远程监测；其实施操作难度大、劳动强度高、生产效率很低，不能满足市 场发展。
6、的需求。 0004 因此，提供一种结构简单，设计合理，操作简便，实用效果显著的远程无线振动监 测装置，成为该领域技术人员急待着手解决的问题之一。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服上述不足之处，为远距离机械设备的振动监测提供一种结 构简单，设计合理，操作简便，且干扰小，传输远，性能可靠，实时监测的远程无线振动监测 装置。 0006 为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种远程无线振动监测装置，其特 征在于该装置包括振动信号采集模块及无线数据传输模块，所述振动信号采集模块通过数 字总线与无线数据传输模块连接；所述振动信号采集模块包含一高精度振动传感器；所述 无线数据传输模块包括电源管理。
7、单元、无线发射天线、无线收发单元及微处理器单元，所述 无线数据传输模块内部的微处理器单元和无线收发单元之间设有连接串口。 0007 本发明的有益效果是：所述振动信号采集模块为高精度数字式振动传感器，技术 先进，使用方便，性能准确可靠；所述无线数据传输模块，通过无线的方式传输振动信号，安 装方便，安全可靠。所述无线数据传输模块包含两种工作模式，一是正常工作模式，二是休 眠模式。在正常工作模式下，无线数据传输模块采集振动信号并进行无线数据传输；在休眠 工作模式下，无线数据传输模块即不采集振动信号，也不进行无线数据传输，从而降低远程 无线振动监测装置的耗电量。以上两种工作模式，通过无线数据传输模块内。
8、部的电源管理 单元实现，使得远程无线振动监测装置可以支持电池供电，工作时间可在一年以上。 0008 总之，其结构简单，设计合理，操作简便；干扰小，传输远，能耗低，性能准确可靠； 应用效果非常显著，且适于大规模生产。 说 明 书CN 102435302 A CN 102435307 A 2/3页 4 附图说明 0009 图1是本发明结构连接方框图； 图中： 1振动信号采集模块； 2振动传感器； 3数字总线； 4无线数据传输模块； 5电源管理单元； 6无线发射天线； 7无线收发单元； 8微处理器单元； 9连接串口。 具体实施方式 0010 以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、。
9、结构、特征详述 如下： 如图1所示，一种远程无线振动监测装置，该装置包括振动信号采集模块1及无线数据 传输模块4，所述振动信号采集模块1通过数字总线3与无线数据传输模块4连接；所述振 动信号采集模块1即为高精度振动传感器2；所述无线数据传输模块4包括电源管理单元 5、无线发射天线6、无线收发单元7及微处理器单元8；所述无线数据传输模块4内部的微 处理器单元8和无线收发单元7之间设有连接串口9。 0011 本发明中的振动信号采集模块1通过数字总线3与无线数据传输模块4连接。 0012 该装置中振动信号采集模块1包含一高精度振动传感器2，可采集监测点的加速 度、速度和位移三个振动监测值，并向无线数。
10、据传输模块4传输这些监测值。实际应用中， 在振动信号采集模块1内还需要包含其它一些辅助性的原材料，如焊接的导线和密封胶 等，但这些均属于工艺方面的设计，而非原理方面的设计。 0013 所述振动信号采集模块1与无线数据传输模块4间采用数字总线3进行连接通 信。无线数据传输模块4内部的微处理器单元8，通过数字总线3控制振动信号采集模块4 内的振动传感器2，对振动信号进行采集，然后将采集到的振动数据通过连接串口9的形式 传输给无线收发单元7，无线收发单元7以无线发射天线6的方式向外传输；电源管理单元 5一方面为无线数据传输模块4供电，另一方面通过与振动信号采集模块1连接的总线为振 动信号采集模块1供。
11、电。 0014 所述振动信号采集模块1中采用的振动传感器2型号为ADXL345高精度数字式振 动传感器，该振动传感器2可以提供振动测量范围为2g，4g，8g，16g，振动分辨率 最高可达13位，频率范围03.2kHz。工作电压：1.83.6V，具有低功耗模式，适合电池 供电；工作温度范围：-40+85。 0015 振动信号采集模块4的安装可采用磁性吸座安装方法、螺纹安装方法和安装夹具 的安装方法： 说 明 书CN 102435302 A CN 102435307 A 3/3页 5 （1）磁性吸座安装方法，如果被测物体是钢结构，可用磁性吸座或者安装夹具的安装方 法安装振动探头。 0016 （2）。
12、对于非钢结构或表面不平坦的被测物体，可在被测物体表面钻螺纹孔。 0017 该装置中无线数据传输模块4，集采集、运算、发送功能于一体，包含微处理器单元 8、无线收发单元7和电源管理单元。 0018 微处理器单元8可采用TI美国德州仪器公司的CC2530无线芯片，该芯片内部集 成有高性能8051微控制器内核和丰富的片上外设，如UART串口通信模块、定时器模块和模 数转换模块，以及最多17个数字/模拟IO口等；可以很方便地控制振动信号采集模块进行 振动信号的采集。实际应用中，该芯片内部集成有2.4G无线收发器，通常按照芯片使用手 册的设计要求，即可实现无线收发单元的功能。使得微处理器单元8和无线收发。
13、单元7之 间的连接变得非常简单。另外，该芯片具备低功耗工作模式，满足远程无线振动监测装置的 低功耗要求。 0019 微处理器单元8控制振动信号采集模块1对振动信号进行采集，将采集到的振动 数据通过连接串口9的形式传输给无线收发单元7，无线收发单元7通过Zigbee无线网络 技术，传送至上一级无线接收设备。在Zigbee无线网络内可包含有多个无线数据传输模块 4，且多个无线数据传输模块4间可以相互通信。无线数据传输模块4为全自动发送数据， 无须人工看守；发送周期可根据要求随意设置。 0020 本装置中无线数据传输模块4内置的电源管理单元5，对振动信号采集模块1和无 线数据传输模块4的供电进行管理。在正常工作模式下，为振动信号采集模块1和无线数 据传输模块4提供充足的电源；在休眠模式下，降低振动信号采集模块1和无线数据传输模 块4的耗电，实现整个装置的低功耗运行，保证电池的长时间的供电。 0021 上述参照实施例对该远程无线振动监测装置进行的详细描述，是说明性的而不是 限定性的；因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102435302 A CN 102435307 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102435302 A 。