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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 自供電式振動(dòng)檢測系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 傳統(tǒng)振動(dòng)檢測裝置的原理是將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，檢測裝置本身需要外接電源。而實(shí)際振動(dòng)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(duì)上述問題，本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種無需外接電源，無需引線，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測的“自供電式振動(dòng)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(yīng)用的局限性，至今未發(fā)現(xiàn)與類似作品相關(guān)的文獻(xiàn)或報(bào)道。
- 詳細(xì)介紹：
- 該系統(tǒng)為自供電式振動(dòng)檢測系統(tǒng)，它充分利用工程機(jī)械中振動(dòng)這一固有特性，一方面將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能作為檢測部分的電源，另一方面實(shí)時(shí)監(jiān)測振動(dòng)的變化從而判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)旨在無需外加電源和引線環(huán)境下實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警和診斷。本系統(tǒng)主要由振動(dòng)發(fā)電裝置，倍壓電路，以單片機(jī)為控制核心的下位機(jī)和以PC機(jī)為核心的上位機(jī)四部分組成。振動(dòng)發(fā)電利用電磁感應(yīng)原理將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)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(hào)，單片機(jī)記錄接收信號(hào)次數(shù)，PC機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以判斷設(shè)備是否故障。任何一部運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，都伴隨著振動(dòng)振幅、頻率等信號(hào)的產(chǎn)生，它們的異常變化隱含著設(shè)備初期故障特征信號(hào)，因而對(duì)機(jī)械參數(shù)信號(hào)實(shí)施有效數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，可極大提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率和可靠性。在正常情況下，設(shè)備機(jī)械振動(dòng)的振幅和頻率參數(shù)基本是穩(wěn)定的，接收信號(hào)的次數(shù)也在相應(yīng)的范圍內(nèi)浮動(dòng)；當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到或超過某一限度時(shí)，接收信號(hào)次數(shù)將超出相應(yīng)的正常范圍，機(jī)械設(shè)備極有可能產(chǎn)生故障，此時(shí)系統(tǒng)將發(fā)出警示信號(hào)，達(dá)到設(shè)備故障預(yù)警和檢測的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1作品目的 本作品設(shè)計(jì)了一種自供電式的振動(dòng)檢測系統(tǒng)，無需外接電源，無需引線，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)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(guān)人員不必到現(xiàn)場就可掌握振動(dòng)的情況。 2基本思路 基于電磁感應(yīng)定律，設(shè)計(jì)了感應(yīng)式振動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)將振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；利用振動(dòng)產(chǎn)生的電能來反映振動(dòng)的幅值和頻率，同時(shí)該電能經(jīng)倍壓電路升壓后驅(qū)動(dòng)無線傳輸單元運(yùn)行；攜帶振動(dòng)幅值和頻率的電能又通過無線傳輸單元轉(zhuǎn)換為電磁信息傳給單片機(jī)，通過串口通信技術(shù)由計(jì)算機(jī)對(duì)接收到的電磁信息進(jìn)行處理來反映振動(dòng)情況。 3創(chuàng)新點(diǎn) (1)傳統(tǒng)的振動(dòng)檢測系統(tǒng)需要外接電源和引線。而本作品設(shè)計(jì)了一種自供電式的振動(dòng)檢測系統(tǒng)，無需外接電源，無需引線，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測。至今未發(fā)現(xiàn)類似作品的相關(guān)文獻(xiàn)或報(bào)道，因而所設(shè)計(jì)的“自供電式的振動(dòng)檢測系統(tǒng)”具有明顯的創(chuàng)新性。 (2)利用振動(dòng)產(chǎn)生的電能來反映振動(dòng)的幅值和頻率，同時(shí)利用該電能驅(qū)動(dòng)無線傳輸單元運(yùn)行。這一設(shè)計(jì)思路具有獨(dú)創(chuàng)性。 4技術(shù)關(guān)鍵 (1)基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)振動(dòng)發(fā)電機(jī)構(gòu)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能； (2)設(shè)計(jì)倍壓電路，提升電壓等級(jí)； (3)設(shè)計(jì)無線傳輸單元，傳輸振動(dòng)信息； (4)采用串口通信技術(shù)，將單片機(jī)的采樣信號(hào)傳輸?shù)絇C機(jī)； (5)將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。 5技術(shù)指標(biāo) (1)振動(dòng)位移和振動(dòng)頻率的測量范圍大； (2)無需外接電源； (3)無需外接引線 (4)遠(yuǎn)距離無線通信 (5)工作溫度：(-20～80)℃。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- (1)無需外接電源 現(xiàn)有的振動(dòng)檢測設(shè)備，工作時(shí)一般需外接電源，這樣在實(shí)際環(huán)境中使裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加額外成本，使用不便。本系統(tǒng)中，利用電磁感應(yīng)定律將振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，利用振動(dòng)產(chǎn)生的電能來反映振動(dòng)的幅值和頻率，同時(shí)利用該電能驅(qū)動(dòng)無線傳輸單元運(yùn)行，無需外接電源。 (2)無需引線 在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中，檢測系統(tǒng)的電源引線和信號(hào)傳輸線增加了設(shè)備的復(fù)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(guān)接線，使設(shè)備檢測方便可靠。 (3)遠(yuǎn)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(jìn)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(yùn)行的大型設(shè)備不適合人靠近，而工業(yè)生產(chǎn)卻需要實(shí)時(shí)檢測各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以便及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。因此，本系統(tǒng)在振動(dòng)信號(hào)傳輸中采用無線傳輸技術(shù)，這樣檢測人員可以在相對(duì)安全的環(huán)境中實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且有效地避免了有線傳輸成本高，依賴性強(qiáng)，不易拓展，不易維護(hù)等缺點(diǎn)。 至今未發(fā)現(xiàn)類似作品的相關(guān)文獻(xiàn)或報(bào)道。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1使用說明 在應(yīng)用時(shí)對(duì)不同的檢測點(diǎn)安裝振動(dòng)檢測傳感器，將遠(yuǎn)程接收模塊與計(jì)算機(jī)連接，啟動(dòng)檢測程序。 2技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢 本作品無需外接電源，無需引線，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。此外，可同時(shí)取樣監(jiān)測多個(gè)振動(dòng)設(shè)備的多個(gè)部位，進(jìn)一步確定具體故障點(diǎn)，條件成熟后可開發(fā)相關(guān)振動(dòng)設(shè)備的數(shù)據(jù)庫軟件，并可將處理信號(hào)和結(jié)果聯(lián)網(wǎng)實(shí)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(jì)效益和社會(huì)效益，具體分析如下： (1)現(xiàn)有的振動(dòng)檢測設(shè)備，工作時(shí)一般需外接電源。這樣在實(shí)際環(huán)境中使裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不便，而本作品不需外接電源。 (2)在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中，檢測系統(tǒng)的電源引線和信號(hào)傳輸線增加了設(shè)備的復(fù)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(guān)接線，使設(shè)備檢測方便可靠。 (3)本系統(tǒng)在振動(dòng)信號(hào)傳輸中采用無線傳輸技術(shù)，檢測人員可以在相對(duì)安全的環(huán)境中實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀況，有效地避免了有線傳輸成本高，依賴性強(qiáng)，不易拓展，不易維護(hù)等缺點(diǎn)。
同類課題研究水平概述
- 設(shè)備振動(dòng)檢測技術(shù)是七十年代以來新興的學(xué)科，是現(xiàn)代維修技術(shù)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(biāo)志。 現(xiàn)有的工程振動(dòng)檢測方法一般分為三種：機(jī)械式測量方法、光學(xué)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(gè)環(huán)節(jié)：①拾振環(huán)節(jié)——把被測的機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的、光學(xué)的或電的信號(hào)，這是由傳感器完成的。②測量線路——針對(duì)各種傳感器的變換原理而設(shè)計(jì)的。③信號(hào)分析及顯示、記錄環(huán)節(jié)——從測量線路輸出的電壓信號(hào)，可按測量的要求輸入給信號(hào)分析儀或輸送給顯示儀器、記錄設(shè)備等。 這三種方法有兩個(gè)共同的缺點(diǎn)，其一是其中使用的傳感器都是采用有源設(shè)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(shè)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(shí)收集和處理。由于這兩方面的限制，使得振動(dòng)檢測技術(shù)不能普遍應(yīng)用于生產(chǎn)生活之中，讓一些故障隱患不能及時(shí)的受到監(jiān)控，給廠家造成經(jīng)濟(jì)損失，和社會(huì)的資源浪費(fèi)。 本作品所設(shè)計(jì)的自供電式振動(dòng)檢測系統(tǒng)無需外接電源，無需引線，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，適用于任何裝置的振動(dòng)檢測。 本產(chǎn)品具有獨(dú)創(chuàng)性，至今未發(fā)現(xiàn)類似作品的相關(guān)文獻(xiàn)或報(bào)道。
