基本信息
- 項目名稱：
- 自供電式振動檢測系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 傳統(tǒng)振動檢測裝置的原理是將振動信號轉換為電信號，檢測裝置本身需要外接電源。而實際振動檢測的場合往往存在外接電源不便，或引線不便等問題。針對上述問題，本團隊設計了一種無需外接電源，無需引線，可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測的“自供電式振動檢測系統(tǒng)”，克服了傳統(tǒng)檢測裝置由于“外加電源困難，電源引線不便”而難以應用的局限性，至今未發(fā)現(xiàn)與類似作品相關的文獻或報道。
- 詳細介紹：
- 該系統(tǒng)為自供電式振動檢測系統(tǒng)，它充分利用工程機械中振動這一固有特性，一方面將振動能量轉化為電能作為檢測部分的電源，另一方面實時監(jiān)測振動的變化從而判斷設備的運行狀態(tài)。系統(tǒng)旨在無需外加電源和引線環(huán)境下實時監(jiān)測設備的運行情況，實現(xiàn)設備故障預警和診斷。本系統(tǒng)主要由振動發(fā)電裝置，倍壓電路，以單片機為控制核心的下位機和以PC機為核心的上位機四部分組成。振動發(fā)電利用電磁感應原理將振動機械能轉化為電能，經(jīng)倍壓電路倍壓后作為無線傳輸?shù)碾娫?，無線傳輸模塊受到觸發(fā)后發(fā)射信號，單片機記錄接收信號次數(shù)，PC機對數(shù)據(jù)進行分析處理，以判斷設備是否故障。任何一部運轉的機械設備，都伴隨著振動振幅、頻率等信號的產(chǎn)生，它們的異常變化隱含著設備初期故障特征信號，因而對機械參數(shù)信號實施有效數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，可極大提高機械設備運行效率和可靠性。在正常情況下，設備機械振動的振幅和頻率參數(shù)基本是穩(wěn)定的，接收信號的次數(shù)也在相應的范圍內浮動；當振動強度達到或超過某一限度時，接收信號次數(shù)將超出相應的正常范圍，機械設備極有可能產(chǎn)生故障，此時系統(tǒng)將發(fā)出警示信號，達到設備故障預警和檢測的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 1作品目的 本作品設計了一種自供電式的振動檢測系統(tǒng)，無需外接電源，無需引線，并實現(xiàn)了遠程監(jiān)測，克服了傳統(tǒng)檢測裝置 “外加電源困難，電源引線不便或者惡劣環(huán)境”的局限性，并且相關人員不必到現(xiàn)場就可掌握振動的情況。 2基本思路 基于電磁感應定律，設計了感應式振動發(fā)電機構將振動的機械能轉化為電能；利用振動產(chǎn)生的電能來反映振動的幅值和頻率，同時該電能經(jīng)倍壓電路升壓后驅動無線傳輸單元運行；攜帶振動幅值和頻率的電能又通過無線傳輸單元轉換為電磁信息傳給單片機，通過串口通信技術由計算機對接收到的電磁信息進行處理來反映振動情況。 3創(chuàng)新點 (1)傳統(tǒng)的振動檢測系統(tǒng)需要外接電源和引線。而本作品設計了一種自供電式的振動檢測系統(tǒng)，無需外接電源，無需引線，并實現(xiàn)了遠程監(jiān)測。至今未發(fā)現(xiàn)類似作品的相關文獻或報道，因而所設計的“自供電式的振動檢測系統(tǒng)”具有明顯的創(chuàng)新性。 (2)利用振動產(chǎn)生的電能來反映振動的幅值和頻率，同時利用該電能驅動無線傳輸單元運行。這一設計思路具有獨創(chuàng)性。 4技術關鍵 (1)基于電磁感應原理設計振動發(fā)電機構，將機械能轉化為電能； (2)設計倍壓電路，提升電壓等級； (3)設計無線傳輸單元，傳輸振動信息； (4)采用串口通信技術，將單片機的采樣信號傳輸?shù)絇C機； (5)將信號輸入計算機進行分析處理。 5技術指標 (1)振動位移和振動頻率的測量范圍大； (2)無需外接電源； (3)無需外接引線 (4)遠距離無線通信 (5)工作溫度：(-20～80)℃。
科學性、先進性
- (1)無需外接電源 現(xiàn)有的振動檢測設備，工作時一般需外接電源，這樣在實際環(huán)境中使裝置結構復雜，增加額外成本，使用不便。本系統(tǒng)中，利用電磁感應定律將振動機械能轉換為電能，利用振動產(chǎn)生的電能來反映振動的幅值和頻率，同時利用該電能驅動無線傳輸單元運行，無需外接電源。 (2)無需引線 在機械設備的運行過程中，檢測系統(tǒng)的電源引線和信號傳輸線增加了設備的復雜性，接線繁瑣必然使其可靠性下降。本系統(tǒng)可自供電且采用無線傳輸模塊，避免了相關接線，使設備檢測方便可靠。 (3)遠程監(jiān)測 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，許多作業(yè)都是在惡劣的環(huán)境中進行的，諸如電力行業(yè)的發(fā)電廠、變電站等。在這些環(huán)境中運行的大型設備不適合人靠近，而工業(yè)生產(chǎn)卻需要實時檢測各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設備運行狀態(tài)，以便及時采取應對措施。因此，本系統(tǒng)在振動信號傳輸中采用無線傳輸技術，這樣檢測人員可以在相對安全的環(huán)境中實時遠程監(jiān)測設備的運行狀況，并且有效地避免了有線傳輸成本高，依賴性強，不易拓展，不易維護等缺點。 至今未發(fā)現(xiàn)類似作品的相關文獻或報道。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1使用說明 在應用時對不同的檢測點安裝振動檢測傳感器，將遠程接收模塊與計算機連接，啟動檢測程序。 2技術特點和優(yōu)勢 本作品無需外接電源，無需引線，可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測。此外，可同時取樣監(jiān)測多個振動設備的多個部位，進一步確定具體故障點，條件成熟后可開發(fā)相關振動設備的數(shù)據(jù)庫軟件，并可將處理信號和結果聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，建立智能監(jiān)測系統(tǒng)。 3推廣前景 本作品市場前景廣闊，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，具體分析如下： (1)現(xiàn)有的振動檢測設備，工作時一般需外接電源。這樣在實際環(huán)境中使裝置結構復雜，使用不便，而本作品不需外接電源。 (2)在機械設備的運行過程中，檢測系統(tǒng)的電源引線和信號傳輸線增加了設備的復雜性，使其可靠性下降。本系統(tǒng)可自供電且采用無線傳輸模塊，避免了相關接線，使設備檢測方便可靠。 (3)本系統(tǒng)在振動信號傳輸中采用無線傳輸技術，檢測人員可以在相對安全的環(huán)境中實時遠程監(jiān)測設備的運行狀況，有效地避免了有線傳輸成本高，依賴性強，不易拓展，不易維護等缺點。
同類課題研究水平概述
- 設備振動檢測技術是七十年代以來新興的學科，是現(xiàn)代維修技術的重要組成部分，并逐漸成為現(xiàn)代維修管理現(xiàn)代化的標志。 現(xiàn)有的工程振動檢測方法一般分為三種：機械式測量方法、光學式測量方法和電測方法。這三種測量方法都包含拾振、測量放大線路和顯示記錄三個環(huán)節(jié)：①拾振環(huán)節(jié)——把被測的機械振動量轉換為機械的、光學的或電的信號，這是由傳感器完成的。②測量線路——針對各種傳感器的變換原理而設計的。③信號分析及顯示、記錄環(huán)節(jié)——從測量線路輸出的電壓信號，可按測量的要求輸入給信號分析儀或輸送給顯示儀器、記錄設備等。 這三種方法有兩個共同的缺點，其一是其中使用的傳感器都是采用有源設備，電池和電源線都不能徹底解決傳感器檢測環(huán)境受限的問題（電池有壽命限制，電源線鋪設限制）；其二是數(shù)據(jù)傳輸不便，有線傳輸受環(huán)境限制，采用便攜式傳輸數(shù)據(jù)不能做到及時收集和處理。由于這兩方面的限制，使得振動檢測技術不能普遍應用于生產(chǎn)生活之中，讓一些故障隱患不能及時的受到監(jiān)控，給廠家造成經(jīng)濟損失，和社會的資源浪費。 本作品所設計的自供電式振動檢測系統(tǒng)無需外接電源，無需引線，可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測，適用于任何裝置的振動檢測。 本產(chǎn)品具有獨創(chuàng)性，至今未發(fā)現(xiàn)類似作品的相關文獻或報道。
