[发明专利]一种机械振动及温度检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械检测技术领域，尤其涉及了一种机械振动及温度检测装置及方法的设计。

背景技术

振动机械是通过有弹性的介质传送的机械振动，物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动。机器的振动总是随着机器的运转而存在的。即使是机器在最佳的运行状态，由于很微小的缺陷及外界激励，也将产生某些振动。例如飞机在飞行时机翼的振动和机床在切削时刀具的振动。运用现代信号处理技术可以从机械振动中提取有用信息，迅速找出故障的根源。对机械参数信号实施有效数据监测和分析，可极大提高机械设备运行效率。同时，机械工作时会产生温度，为了保证机械的正常工作，对机械的温度进行监测也十分有必要，为了节省空间和简化布线，需要一种能够同时监测机械的振动情况和温度的装置及相应的检测方法。

发明内容

本发明根据需要一种能够同时监测机械的振动情况和温度的装置及使用方法的要求，提出一种机械振动及温度检测装置及方法。本发明解决了对机械的振动和温度进行检测的问题，利用了振动传感器多方面的对机械振动情况进行检测，利用了温度传感器进行多点测温，利用了单片机进行数据分析以及对数据进行显示、上传和打印。达到了及时发现设备初期故障特征信号，提高工业生产的工作效率，避免生产事故的作用。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种机械振动及温度检测装置，包括振动传感器、温度传感器、传感器适配器、转换电路、存储电路和单片机，振动传感器与传感器适配器电连接，传感器适配器与转换电路电连接，转换电路与单片机电连接，振动传感器检测机械设备的振动信号并传输信号至传感器适配器，传感器适配器接收振动信号并通过转换电路将信号传输至单片机；温度传感器与单片机电连接，温度传感器检测机械设备的温度并将信号传输至单片机；存储电路与单片机电连接，存储电路接收单片机数据并进行储存；单片机接收机械设备的振动信号和温度信号，对信号内容进行分析和储存。

机械设备的振动信号由振动传感器采样，经传感器适配器送转换电路转换成数字信号，与此同时，机械设备的温度信号由温度传感器采样,直接送入单片机处理，另外数字温度传感器还可监测环境温度作为辅助参考，并且可以实时存储、打印以及送上位机作进一步的处理。

作为优选，还包括微型打印机、显示屏和上位机，单片机连接有微型打印机接口电路，微型打印机接口电路与微型打印机连接；单片机连接有显示接口电路，显示接口电路与显示屏连接；单片机连接有串口通讯电路，串口通讯电路与上位机连接。通过显示屏和上位机，检测结果能够进行更为直观的展示，也便于使用者对数据进行整理归类，以及数字化储存。单片机与打印机相连，能够方便及时的打印检测报告。

作为优选，传感器适配器包括前置器和变送器，前置器与振动传感器电连接，前置器接收振动传感器信号并对信号进行放大；变送器与转换电路电连接，变送器接收放大后的信号并将信号输入到转换电路。变送器能够在有多路检测信号的情况下一一进行信号的传送，用于多个传感器和单片机之间的配合使用。

作为优选，温度传感器不少于一个，两个及两个以上的温度传感器并联在同一总线上，所有温度传感器多点同时测量并通过总线将温度信号传输至单片机，温度传感器为DS18B20型号芯片。DS18B20是一款性能优异的智能集成数字式传感器，具有体积小、功耗低、性能高、抗干扰能力强、使用简单等优点。把DS18B20应用于温度测控装置中，将大大简化线路结构和减少硬件开销，使装置结构更加简单，工作稳定，测温精度高，维护方便，安全可靠性更高。

作为优选，转换电路包括模数转换芯片，模数转换芯片与单片机之间通过数据线连接，模数转换芯片的转换结束EOF信号未接入单片机。转换结束EOF信号未接入单片机，这是基于两个工作周期之间的单片机指令一般大于10μs，转换已经完成，不必判断EOF也可以通过试验或计算指令执行时间确定转换是否结束，这样可以省去一根接线。

作为优选，显示接口电路包括显示驱动芯片，显示驱动芯片采用串行口移位驱动方式或串行口模拟三线协议时序驱动方式来驱动显示屏工作，显示驱动芯片为MAX7219型号芯片。MAX7219具有3线串行接口，与单片机连接时可选用两种驱动方式。

作为优选，串口通讯电路包括电平转换芯片，电平转换芯片接收单片机发送的TTL电平信号并将其转换成ELA电平信号传输至上位机。上位机使用的信号格式与单片机使用的信号格式不同，两只之间不能直接互通，必须要对其进行格式转换。

一种根据上述的装置的机械振动及温度检测方法，包括以下步骤：