[发明专利]设备振动信号变送器

说明书

技术领域

本发明是对机械旋转设备、压缩设备、电力设备进行实时振动量检测的设备振动信号变送器。涉及机械振动的测量(G01H)及管道系统(F17D)技术领域。

背景技术

目前，工业界有着大量高速旋转机械设备、压缩设备、热力设备和电力设备。由于这些设备处于高速运行状态，如果出现偏心、不对称或转动不平稳等情况，极易造成设备的轴向和径向断裂、扫膛、部件飞出等事故，严重的甚至造成设备的完全损毁。特别是那些转速高而又须常年运转的设备，如发电厂的发电机、输油管线的电机和输油泵等，一但发生事故，影响和损失极大。为了保证这些设备能常时间的正常运转，全程监视这些高速旋转设备的振动情况，及时发现不正常的设备振动，随时调整工况或即时进行检修，避免酿成故障或事故是十分必要的。现时这类大型设备进行连续的振动检测，大多采用弹簧装置切割磁力线的方式进行，它的缺点是弹簧易疲劳，使用寿命短，一般只有一年左右；二是信号误差较大，  信号稳定性较差；三是振动检测信号采用mV信号，信号衰减和受环境干扰大。

发明内容

本发明的目的是发明一种对各种设备特别是大型高速旋转机械设备振动状态进行稳定、可靠、准确、寿命长的设备振动信号变送器。

本发明的技术方案是采用振动压电加速度传感器作为振动检测元件，一体化的直接安装在被测设备上，将检测出来的压电信号进行电荷放大、有源滤波、有源积分、真有效值检波，而获得与振动速度成正比的标准电流信号。本发明的原理框图如图1所示，振动压电加速度传感器的输出依次串接电荷放大电路、积分电路、有源滤波电路、真有效值检波电路，电源经电源保护电路与真有效值检波电路输出共同接恒流源变换电路，恒流源变换电路接输出保护电路后，输出与振动速度成正比的标准电流信号。

振动压电加速度传感器的输出信号，经电荷放大电路N1A放大和电压放大电路N1B的放大，后经积分电路IC1B进行积分，再经有源滤波电路N2AA的滤波，将干扰信号滤除并由放大电路IC1C放大，输出由两级真有效值检波电路IC3A和IC3B进行真有效值检波，两级真有效值检波电路各有输出与振动速度(有效值)成正比的标准电流信号。

为了进一步提高抗干扰能力，输出平稳信号，两路真有效值检波输出最后可分别再经IC3C电路的放大、N102输出电路输出，并再经一级放大电路接IC电路，该IC电路有电源保护电路、恒流源变换电路和输出保护电路。

其中电荷放大电路N1A、电压放大电路N1B、放大电路IC1C、放大电路IC3C、放大电路均采用运算放大器；有源滤波电路N2AA采用运算放大器滤波电路；积分电路IC1B采用运算放大器积分电路；真有效值检波电路IC3A和IC3B采用运算放大器检波电路；N102输出电路采用电压真有效值电路；IC功率放大电路采用电压电流转换电路。

本发明利用振动压电加速度传感器的高灵敏度，将振动信号测出，加以放大，滤除正常振动信号和干扰信号，择出有用的异常振动信号于以积分，检出真有效值并予放大，即可输出与振动速度成正比的标准电流信号。再传输给振动显示器、PLC及计算机，可用于电机、风机、泵、压缩机及大型旋转机械等设备的在线振动监测、振动趋势分析和控制。连接与安装方式可按集中或群布方式，直接安装在被测设备上。

本发明采用信号变送装置与振动压电加速度传感器一体化的形式，减少联接环节，使系统运行更可靠。本振动信号变送器在电源系统中采用了电源保护电路(包括电源反接保护)，在10Hz-1KHz振动频率范围内输出平稳信号，且信号经过一系列预处理后，抗干扰能力显著提高。如再加上防爆措施，该变送器的应用领域可进一步拓展。

本发明电路设计合理，装置紧凑，输出信号稳定，检测结果准确、可靠，经得起工作环境的长时间考验，操作使用简便。

附图说明

图1设备振动信号变送器原理框图

图2设备振动信号变送器电路图

具体实施方式