一種無線自診斷智能傳感儀的制作方法
【專利摘要】一種無線自診斷智能傳感儀，由硬件嵌入式系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)終端組成，其特征在于，硬件嵌入式系統(tǒng)通過wifi、藍(lán)牙與監(jiān)測(cè)終端互連，監(jiān)測(cè)終端為電腦、PDA掌上電腦或手機(jī)；硬件嵌入式系統(tǒng)接收采樣控制參數(shù)以及傳感器信息，完成相關(guān)數(shù)據(jù)采集功能，并將其采集的數(shù)據(jù)連接發(fā)送給遠(yuǎn)程點(diǎn)檢管理監(jiān)測(cè)終端供數(shù)據(jù)處理與故障分析診斷；所述硬件嵌入式系統(tǒng)包括壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器、低功耗藍(lán)牙4.0傳輸模塊，所述壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器完成實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，以及振動(dòng)頻譜分析技術(shù)(FFT)，分析被狀態(tài)監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)設(shè)備劣化程度，同時(shí)根據(jù)專家系統(tǒng)自動(dòng)給出機(jī)組的故障原因。
【專利說明】
一種無線自診斷智能傳感儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備點(diǎn)檢、振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)和設(shè)備故障分析與診斷的領(lǐng)域，特別涉及一種無線自診斷智能傳感儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代流程工業(yè)，如冶金、石油化工、電力等行業(yè)，均由設(shè)備群體廣泛耦合構(gòu)成，規(guī)模越來越大，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的聯(lián)系也日益密切，形成了具有整體關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)鏈，并不斷向高效、高速、大容量、高強(qiáng)度、系統(tǒng)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。設(shè)備的功能越來越多，性能指標(biāo)越來越高，組成和機(jī)構(gòu)越來越復(fù)雜，這一方面大大促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高，另一方面，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，不僅造成設(shè)備本身的損失，更將導(dǎo)致整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)停頓，嚴(yán)重時(shí)將影響整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定和發(fā)展。此外，流程工業(yè)中許多大型關(guān)鍵設(shè)備的故障損失及維修費(fèi)用也大幅度上升。因此，通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析診斷技術(shù)提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性，保障設(shè)備的穩(wěn)定、長(zhǎng)期、滿負(fù)荷優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，降低維護(hù)費(fèi)用已成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析診斷裝置主要分為三大類:一是以監(jiān)測(cè)儀表為主體的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與報(bào)警裝置，此類裝置可以在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)以及溫度、壓力、流量等信息，并根據(jù)人工設(shè)定的報(bào)警門限對(duì)異常的監(jiān)測(cè)參數(shù)作出報(bào)警提示直至聯(lián)鎖停車，其缺點(diǎn)是缺乏對(duì)故障的分析診斷能力；二是以便攜式儀器或便攜式計(jì)算機(jī)為主的故障分析儀器，主要提供常見的信號(hào)處理與故障分析方法，如頻譜分析、波形分析、軸心軌跡分析等，此類裝置主要用于設(shè)備狀態(tài)的巡檢，其缺點(diǎn)是不能完整記錄設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息，缺乏預(yù)防突發(fā)故障的能力；三是以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為主體的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷裝置，此類裝置將前兩類裝置的功能融為一體，并且由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的采用，可以實(shí)現(xiàn)面向企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)甚至面向I n t erne t的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障分析、診斷。
[0004]傳統(tǒng)企業(yè)點(diǎn)檢管理所面臨的問題:
[0005]點(diǎn)檢儀器沉重、專業(yè)儀器操作繁瑣，給基層點(diǎn)檢員增加了繁重的工作任務(wù)，抗拒心理極其嚴(yán)重，抗拒和摔機(jī)現(xiàn)象普遍。
[0006]有線傳感器導(dǎo)線及儀器易損壞，故障率相對(duì)較高(小行業(yè)產(chǎn)品的普遍問題)。
[0007]點(diǎn)檢儀器不智能，診斷不準(zhǔn)確使中層管理者缺乏推行該系統(tǒng)的底氣，為理念而忙，實(shí)際效果極差。
[0008]點(diǎn)檢數(shù)據(jù)獲取、傳輸不是自然輕松隨意的，高層設(shè)備管理者和其他設(shè)備管理者與基層點(diǎn)檢員、設(shè)備運(yùn)行狀況的之間連接經(jīng)常處于被屏蔽狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種無線自診斷智能傳感儀，由硬件嵌入式系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)終端組成，其特征在于，硬件嵌入式系統(tǒng)通過wif1、藍(lán)牙與監(jiān)測(cè)終端互連，監(jiān)測(cè)終端為電腦、PDA掌上電腦或手機(jī);硬件嵌入式系統(tǒng)接收采樣控制參數(shù)以及傳感器信息，完成相關(guān)數(shù)據(jù)采集功能，并將其采集的數(shù)據(jù)連接發(fā)送給遠(yuǎn)程點(diǎn)檢管理監(jiān)測(cè)終端供數(shù)據(jù)處理與故障分析診斷;所述硬件嵌入式系統(tǒng)包括壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器、低功耗藍(lán)牙4.0傳輸模塊，所述壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器完成實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，以及振動(dòng)頻譜分析技術(shù)(FFT)，分析被狀態(tài)監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)設(shè)備劣化程度，同時(shí)根據(jù)專家系統(tǒng)自動(dòng)給出機(jī)組的故障原因。
[0010]監(jiān)測(cè)終端具有APP巡檢軟件運(yùn)行平臺(tái)，平臺(tái)采用andtoid系統(tǒng)，與巡檢終端之間采用無線低功耗藍(lán)牙連接與傳輸。
[0011]藍(lán)牙為低功耗藍(lán)牙4.0。
[0012]APP精密點(diǎn)巡檢融合了振動(dòng)頻譜分析功能，通過測(cè)量時(shí)域、頻域波形來分析設(shè)備故障原因，通過專家自診斷功能，自動(dòng)給出診斷結(jié)果。
[0013]壓電式振動(dòng)加速度傳感器:壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)。它也屬于慣性式傳感器。它是利用某些物質(zhì)如石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度計(jì)受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，則力的變化與被測(cè)加速度成正比。
[0014]紅外溫度傳感器:非接觸式紅外測(cè)溫也叫輻射測(cè)溫，一般使用熱電型或光電探測(cè)器作為檢測(cè)元件。
[0015]激光轉(zhuǎn)速傳感器:用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速，并根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出模擬電壓信號(hào)。
[0016]低功耗藍(lán)牙4.0技術(shù):藍(lán)牙4.0是2012年最新藍(lán)牙版本，較3.0版本更省電、成本低、3毫秒低延遲、超長(zhǎng)有效連接距離、AES-128加密等。藍(lán)牙的低功耗技術(shù)是藍(lán)牙4.0的重大突破，具備超低峰值(Peak)、平均值與待機(jī)功耗，透過標(biāo)準(zhǔn)鈕扣電池足以使用數(shù)年，支持多種設(shè)備之間的兼容性，并加強(qiáng)射程。支持很短的數(shù)據(jù)封包，Soctet至27octet，其傳輸速度高達(dá)IMbpsD
[0017]APP軟件:手機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)與服務(wù)。APP(applicat1n)技術(shù)原本是對(duì)軟件進(jìn)行加速運(yùn)算或進(jìn)行大型科學(xué)運(yùn)算的技術(shù)，，為企業(yè)進(jìn)行集成，形成一種租用云服務(wù)的模式。
[0018]CM機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)(Condit1n Monitoring):對(duì)運(yùn)行中的機(jī)械設(shè)備整體或其零部件的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查監(jiān)測(cè)，以判斷其運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無異常與劣化的征兆，或?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行跟蹤，預(yù)測(cè)其劣化的趨勢(shì)，確定其劣化及磨損的程度。
[0019]專家自診斷:依據(jù)機(jī)組的實(shí)時(shí)特征數(shù)據(jù)、歷史特征數(shù)據(jù)以及機(jī)組運(yùn)行工況，對(duì)機(jī)組出現(xiàn)異常的原因進(jìn)行推理判斷，給出診斷結(jié)果和推理解釋，為機(jī)組故障處理提供幫助。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、無線自診斷智能傳感儀集成振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速測(cè)量及故障頻譜分析，與手機(jī)無線連接，探頭小巧無需操作。
[0022]2、手機(jī)硬件各項(xiàng)功能極為完善可靠，任意手機(jī)功能均可調(diào)用，使用無需學(xué)習(xí)，客戶體驗(yàn)極佳。
[0023]3、APP軟件極大的增加了數(shù)據(jù)易得性、溝通便利性;使用頻率大幅增加，客戶粘度大幅增加，使設(shè)備管理人員隨時(shí)隨地掌握人員狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備安全關(guān)注度。
[0024]4、APP后臺(tái)數(shù)據(jù)和在線系統(tǒng)、精密診斷系統(tǒng)同一平臺(tái)，極利于后續(xù)數(shù)據(jù)融合。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明提供了無線自診斷智能傳感儀，由硬件嵌入式系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)終端組成，其特征在于，硬件嵌入式系統(tǒng)通過wif1、藍(lán)牙與監(jiān)測(cè)終端互連，監(jiān)測(cè)終端為電腦、PDA掌上電腦或手機(jī);硬件嵌入式系統(tǒng)接收采樣控制參數(shù)以及傳感器信息，完成相關(guān)數(shù)據(jù)采集功能，并將其采集的數(shù)據(jù)連接發(fā)送給遠(yuǎn)程點(diǎn)檢管理監(jiān)測(cè)終端供數(shù)據(jù)處理與故障分析診斷;所述硬件嵌入式系統(tǒng)包括壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器、低功耗藍(lán)牙4.0傳輸模塊，所述壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器完成實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，以及振動(dòng)頻譜分析技術(shù)(FFT)，分析被狀態(tài)監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)設(shè)備劣化程度，同時(shí)根據(jù)專家系統(tǒng)自動(dòng)給出機(jī)組的故障原因。
[0027]硬件嵌入式系統(tǒng)包括:壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器、低功耗藍(lán)牙4.0傳輸模塊;軟件包括:APP狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件、專家診斷軟件。無線自診斷智能傳感儀集成了振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速測(cè)量，通過藍(lán)牙4.0無線傳輸技術(shù)上傳到手機(jī)APP，根據(jù)振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，分析被狀態(tài)監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)設(shè)備劣化程度，同時(shí)根據(jù)專家系統(tǒng)自動(dòng)給出機(jī)組的故障原因。
[0028]工藝點(diǎn)巡檢中，無線自診斷智能傳感儀APP可以在任意具有andtoid操作系統(tǒng)的終端(工業(yè)IPad、其它智能終端)上使用，將工藝參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏實(shí)時(shí)上傳到上位機(jī)管理系統(tǒng);生產(chǎn)設(shè)備點(diǎn)檢中，通過無線自診斷智能傳感儀集成測(cè)振、測(cè)溫、測(cè)轉(zhuǎn)速功能，與巡檢終端之間采用無線低功耗藍(lán)牙連接與傳輸，避免在使用中造成信號(hào)線纜卷入設(shè)備造成的人員與設(shè)備損傷。同時(shí)APP精密點(diǎn)巡檢融合了振動(dòng)頻譜分析功能，通過測(cè)量時(shí)域、頻域等波形來分析設(shè)備故障原因。通過專家自診斷功能，自動(dòng)給出診斷結(jié)果，能夠讓檢修人員輕松快捷的找出設(shè)備故障原因，更為檢修人員提供有力的數(shù)據(jù)支撐及檢修方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無線自診斷智能傳感儀，由硬件嵌入式系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)終端組成，其特征在于，硬件嵌入式系統(tǒng)通過wif1、藍(lán)牙與監(jiān)測(cè)終端互連，監(jiān)測(cè)終端為電腦、PDA掌上電腦或手機(jī);硬件嵌入式系統(tǒng)接收采樣控制參數(shù)以及傳感器信息，完成相關(guān)數(shù)據(jù)采集功能，并將其采集的數(shù)據(jù)連接發(fā)送給遠(yuǎn)程點(diǎn)檢管理監(jiān)測(cè)終端供數(shù)據(jù)處理與故障分析診斷;所述硬件嵌入式系統(tǒng)包括壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器、低功耗藍(lán)牙4.0傳輸模塊，所述壓電式振動(dòng)加速度傳感器、紅外溫度傳感器、激光轉(zhuǎn)速傳感器完成實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速狀態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，以及振動(dòng)頻譜分析技術(shù)(FFT)，分析被狀態(tài)監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)設(shè)備劣化程度，同時(shí)根據(jù)專家系統(tǒng)自動(dòng)給出機(jī)組的故障原因。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線自診斷智能傳感儀，其特征在于，監(jiān)測(cè)終端具有APP巡檢軟件運(yùn)行平臺(tái)，平臺(tái)采用andtoid系統(tǒng)，與巡檢終端之間采用無線低功耗藍(lán)牙連接與傳輸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線自診斷智能傳感儀，其特征在于，藍(lán)牙為低功耗藍(lán)牙4.0。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線自診斷智能傳感儀，其特征在于，APP精密點(diǎn)巡檢融合了振動(dòng)頻譜分析功能，通過測(cè)量時(shí)域、頻域波形來分析設(shè)備故障原因，通過專家自診斷功能，自動(dòng)給出診斷結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK105841736SQ201610038151
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日
【發(fā)明人】曾志生, 彭六保
【申請(qǐng)人】北京航天智控監(jiān)測(cè)技術(shù)研究院