[发明专利]一种数字积分加速度传感器工况音检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿设备工况音检测技术领域，具体是一种煤矿设备工况音检测装置。  

背景技术

在煤矿远程控制时，通过工业以太网在地面控制井下工作设备，常采用工业电视来监视被控设备的工作情况，但当设备属于内部旋转的设备时，外部看不到动作，无法用工业电视来监视这些设备工作情况。此时，常用拾音器来检测此类设备开启与停机时的工况音，并通过网络将数字化的工况音传送到地面，在地面用喇叭来播放工况音，用来辅助操作人员识别该水泵是否正常开启与停机。但拾音器需要专门安装，增加成本，另外当现场有多个工作设备时，拾音器不容易区别到底是哪台设备处于工作状态，形成误判。本发明提出利用数字加速度传感器来检测设备振动信号，数字加速度传输器与单机通信，将振动数据传输给单片机，在单片机中采用数字积分方法，将振动的加速度信号转换成普通振动幅值表示的工况音信号，经煤矿工业以太网传输后，由地面控制用计算机将此工况音信号进行播放。 

发明内容

本发明提出一种煤矿设备工况音检测装置，利用数字加速度振动传感器，检测设备振动信号，数字传感器直接与单片机相连，将振动数据传输给单片机，在单片机中对数字信号进行两次数字积分，一次积分将加速度转换成速度，再积分将速度信号转换成振动的振幅信号，形成设备工况音，并通过煤矿井下工业以太网传输到地面控制室，用喇叭进行播放，用来帮助操作人员了解井下设备的实际工作状况。 

其进一步是：所述的单片机采用PIC18F66J60单片机，进行两路模拟信号的采样和两个通道信号的合成。 

本发明的优点

本发明的有益效果是：利用煤矿设备己有的数字化振动监测传感器，不需额外增加传感器，就能实现煤矿井下设备工况音检测与传输，帮助操作人员及时了解设备的运行情况。

附图说明

图1是本发明电路原理图。 

具体实施方式

如图1所示，一种数字积分加速度传感器煤矿设备工况音检测装置包括：数字化加速度传感器、单片机、数字积分器及以太网接口；数字加速度传感器测量设备的振动信号，该振动信号直接传送给单片机，由于测量到的是加速度信号，不是通常的振动幅值信号，而数字信号没法外加模拟积分器进行积分处理，因此在单片机中采用数字积分方法，将加速度信号转换成振动幅值信号。图1中数字加速度传感器直接连接到单片机的RF0数字输入口，与单片机实现通信。 

传输到单片机中的数字化加速度信号进行两次数字积分，转换成设备的工况音信号。数字积分的过程如下式所示：式中Yi为t=ti时的加速度 

值，求积分的过程也就是用累加器不断累加的过程。

该工况音信号转换成以太网数据格式，经由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。振动传感器是用螺丝安装在工作设备需要测振动的部位。 

所述的数字化加速度传感器为通用商品化加速度传感器，所述的工业以太网为煤矿己有的井上和井下监测控制用工业以太网，所述的主机为普通计算机。 

所述的单片机采用PIC18F66J60单片机，AD转换和以太网传输由具有以太网控制器的单片机PIC18F66J60系列芯片为主构成，该单片机具有64K闪存程序存储器，39脚I/O口，10Base-T以太网通信。支持IEEE 802.3(TM) 兼容的以太网控制器，支持 10Base-T 端口，集成了MAC接入层和10Base-T物理层，专用的8KB发送/接收数据包缓冲器SRAM等，并且具有普通单片机的功能，具有11通道的10位模数转换器模块（A/D）和自动采样功能，在实施中用了其中两个通道模数转换。工业以太网通过标准的RJ45接口连接到1:1的脉冲变压器CT，再连接到PIC单片机的TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-四个端口，实现以太网传输。经以太网接口由煤矿工业以太网传输到地面的控制用主机，主机对接收到的工况音信号进行播放。