[发明专利]一种船用振动监测预警装置

说明书

本发明公开了一种柔性船用振动监测装置包括吸附固定层，所述吸附固定层的另一端与摩擦纳米发电机相连接，所述吸附固定层上还固定连接有预警电路；所述摩擦纳米发电机包括绝缘支撑体、金属电极和振动探片，所述金属电极固定连接在吸附固定层的外侧，所述金属电极和振动探片分别固定连接在绝缘支撑体的上部两侧，所述振动探片的上部被约束固定、下部自由振动并在运动过程中与金属电极完全接触；该监测装置安装在船舶运行设备上实时监测船舶的振动频率信号，所述摩擦纳米发电机采集振动频率信号将其转换成电压信号传输至预警电路内进行整流和低通滤波处理、将输出的电压信号与参考电压进行比较，如果输出电压大于参考电压则发出预警信号。

技术领域

本发明涉及振动监测装置，特别涉及一种柔性的基于摩擦纳米发电机的船 用预警装置。

背景技术

随着当今社会经济的高速发展，人们生活水平的不断提高，人们的货运需 求也不断丰富，而海洋运输是国际物流中最主要的运输方式，人们也越来越重 视海洋运输工作。这项工作主要是由数量庞大的远洋船舶承担的，货物运输船 舶一般吨位较大，船舶自身价值以及所载货物价值都比较高，船舶的航程长、 运行时间久、工作环境恶劣、船舶很容易发生意外，造成生命财产损失。因此 为了尽量避免船舶发生意外，需要对船舶的运行状态进行实时准确的评估，及 时发出预警。评估船舶状态的重要参考信息是船舶在可靠运行时大量设备的运 行状况。船舶上的设备在运行时不可避免地产生振动，而设备正常工作时振动是规则的，如果设备发生异常，振动就会加剧并且不规则，因此可以通过对设 备振动信号的采集分析来判断设备运行状态，进而判断整个船舶的运行状态， 进行安全预警。现有的振动监测装置，通过安装大量的精密传感器，采集位移、 加速度等信号传送至电脑进行振动分析。而在船舶复杂的环境条件下，机舱里 的设备排列紧密难以安装，归属不同设备的装置均需单独配置电源，成本昂贵， 并且难以保证持续供能。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种柔性船用振动监测装置，包 括:吸附固定在船舶设备的表面的吸附固定层；

所述吸附固定层的另一端与摩擦纳米发电机相连接，所述吸附固定层上还 固定连接有预警电路；

所述摩擦纳米发电机包括绝缘支撑体、金属电极和振动探片，所述金属电 极固定连接在吸附固定层的外侧，所述金属电极和振动探片分别固定连接在绝 缘支撑体的上部两侧，所述振动探片的上部被约束固定、下部自由振动并在运 动过程中与金属电极完全接触；工作状态下：该监测装置安装在船舶运行设备 上实时监测船舶的振动频率信号，所述摩擦纳米发电机采集振动频率信号将其 转换成电压信号传输至预警电路内进行整流和低通滤波处理、将输出的电压信 号与参考电压进行比较，如果输出电压大于参考电压则发出预警信号。

所述振动探片包括封装体、碳纳米管和PDMS结构，所述碳纳米管印刷在 PDMS结构的外侧，所述PDMS结构由封装体封装设置。

所述预警电路包括由两个二极管构成的整流器、二阶有源低通滤波器和同 相比例器，所述整流器的输出端与二阶有源低通滤波器相连接，所述二阶有源 低通滤波器的输出端与同相比例器相连接。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种柔性船用振动监测装置，该 装置具有如下有益效果：

1、本发明解决了船舶故障只能故障后发现无法预警的缺点，现有的船舶设 备都是配备备用设备，设备故障后启用备用设备，中间转换时间耽误船舶正常 航行，一些重要设备故障则会使船舶立即失去控制，并且设备如果一旦故障停 止运行说明已经有不可挽回的损伤，而本发明可以预警设备故障，可以提前维 护设备解决问题从而避免故障发生；

2、本发明的结构特殊性使得装置的适用范围广，柔性装置安装便捷，装置 轻巧不影响设备运行，可以覆盖船舶上运行的全部设备，综合多个装置的预警， 可以系统分析船舶状况，安全可靠，这保证了本发明船舶监测预警的效果优越。