[实用新型]一种嵌入式机电设备状态监测及故障诊断系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种嵌入式及测试分析系统，特别是关于一种嵌入式机电设备状态监测及故障诊断系统。

背景技术

旋转机械在工业生产中有着广泛的使用，而且很多在生产中占据了重要的地位。为了满足生产需要，这些设备一般都处于连续运转状态，如果这些设备出现故障，不但会导致重大事故，而且还会严重影响生产，带来重大的经济损失，因此保证其安全稳定的运行是保证生产的关键。目前大多数大型关键的旋转机械都已安装在线及远程的状态监测及故障诊断系统，但是很多中小型设备只是安装了非常简单的监测设备，也只对一些常规参数进行监测，这些中小型设备也有很多处于生产的关键环节，一旦出现故障也会造成很大事故及损失，因此有必要对这些中小型设备定期进行状态监测、故障诊断及预测。

目前，已经出现了很多类型的便携式设备运行状态监测仪器，但这些设备大多只是单一参数的监测，能够进行多参数监测的比较少，并且这些设备只能进行前端数据采集及波形显示，数据的分析及诊断等功能需要通过将数据导入计算机来实现。并且多数状态监测产品便携性差、体积大、质量重，不便于在工业现场灵活使用，大多数功能较强的设备状态监测产品大都采用了Windows操作系统，虽然易于编程，但系统开销大，系统的响应速度慢。而且一般的远程实时监控系统需要在现场配置专用的工控计算机用于设备的状态数据采集及监控，这样不仅成本较高，而且无论是功耗还是体积上都受到现场环境的限制。因此，设计基于嵌入式技术的多参数多功能的便携式设备状态监测及故障诊断系统，对生产企业降低设备维护成本，提高维修效率具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、适用范围广泛、灵活性较高且可移动的嵌入式机电设备状态监测及故障诊断系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种嵌入式机电设备状态监测及故障诊断系统，其特征在于：它包括一传感器、一信号处理底板、一核心板、一液晶触摸式的显示屏和一电源；所述传感器将采集信号输入所述信号处理底板内，所述信号处理底板与所述核心板插接，并由所述核心板控制所述信号处理底板对所有信号进行前置处理、数据采集及数据通讯处理；所述信号处理底板将处理后的信号由与其连接的所述显示屏进行在线实时显示信息；所述信号处理底板、核心板和显示屏均由所述外部电源或锂电池供电。

所述信号处理底板包括一振动信号前置预处理模块、一辅助信号调理模块和一转速测量模块，所述传感器将采集信号分别输入所述振动信号前置预处理模块、辅助信号调理模块和转速测量模块内，所述振动信号前置预处理模块将信号经一个四通道同步模数转换器采集后，输入所述核心板；所述辅助信号调理模块将信号调理后进一步经一个四通道模数转换器采集后，输入所述核心板；所述核心板连接串行接口模块、USB接口模块、数据存储模块、音频输入输出模块、网络接口、液晶屏接口、液晶屏背光控制模块、触摸屏输入接口以及键盘及鼠标接口；全部模块均与一电源变换模块连接，所述电源变换模块还连接一锂电池。

所述串行接口模块和音频输入输出模块分别连接超声探伤模块、红外测温模块和噪声监测模块。

所述振动信号前置预处理模块包括一速度传感器、一陶瓷剪切压电式加速度传感器和一光电编码器，所述速度传感器和陶瓷剪切压电式加速度传感器将采集的信号均送入一双刀双掷继电器，通过所述双刀双掷继电器分别将信号输入一电流放大器和一电压放大器内，所述电流放大器的输入端还连接一电流恒流源；各传感器信号经放大后输入一低通滤波器内，所述低通滤波器的输入端还连接一可编程逻辑控制器，经所述低通滤波器滤波后的传感器信号输入所述四通道同步模数转换器内；所述光电编码器输出的鉴相信号经一鉴相脉冲放大整形模块后，输入所述可编程逻辑控制器。

所述辅助信号调理模块包括另一双刀双掷继电器、一电流电压转换模块、一电压跟随器、一可编程增益放大器和一低通滤波器；所述双刀双掷继电器输出端分别连接所述电流电压转换模块和电压跟随器，所述电流电压转换模块和电压跟随器并联后经过所述可编程增益放大器连接所述低通滤波器，信号经所述低通滤波器处理后输入所述四通道模数转换器内。

所述电源变换模块包括一锂电池充电管理模块、两二极管、一降压电路、一低压差线性稳压模块和一5V转±5V模块，所述锂电池充电管理模块输入端连接所述外置电源，输出端连接所述锂电池，所述锂电池和电源分别经过一个所述二极管并联连接所述降压电路的输入端，将信号降压后分别输入所述低压差线性稳压模块和所述5V转±5V模块后输出。