一种振动测试仪及分布式无线振动测试系统论文和设计-吴兵华

全文摘要

本实用新型涉及一种振动测试仪及分布式无线振动测试系统。振动测试仪，包括壳体、主控电路、显示屏、电源电路、无线收发器和模式切换按钮；所述主控电路分别与所述显示屏、所述电源电路和所述无线收发器电连接；所述无线收发器还分别与所述电源电路和模式切换按钮电连接。分布式无线振动测试系统，包括至少两个所述振动测试仪和至少一个传感器；至少一个所述振动测试仪与至少一个传感器电连接。本实用新型可以实现多点振动量实时在线或离线测量，也可将多台振动测试仪数据汇总至一台振动测试仪上，工作人员可通过诸如电脑、手机等数据接收终端从一台振动测试仪上读取所有测试数据，无需逐台读取，节约劳力，减少工作量。

主设计要求

1.一种振动测试仪(1)，其特征在于，包括壳体(4)、主控电路(11)、显示屏(12)、电源电路(13)、无线收发器(14)和模式切换按钮(15)；所述显示屏(12)和所述模式切换按钮(15)位于所述壳体(4)表面；所述主控电路(11)、所述电源电路(13)和所述无线收发器(14)位于所述壳体(4)内部；所述主控电路(11)分别与所述显示屏(12)、所述电源电路(13)和所述无线收发器(14)电连接；所述无线收发器(14)还分别与所述电源电路(13)和模式切换按钮(15)电连接。

设计方案

1.一种振动测试仪(1)，其特征在于，包括壳体(4)、主控电路(11)、显示屏(12)、电源电路(13)、无线收发器(14)和模式切换按钮(15)；

所述显示屏(12)和所述模式切换按钮(15)位于所述壳体(4)表面；

所述主控电路(11)、所述电源电路(13)和所述无线收发器(14)位于所述壳体(4)内部；

所述主控电路(11)分别与所述显示屏(12)、所述电源电路(13)和所述无线收发器(14)电连接；

所述无线收发器(14)还分别与所述电源电路(13)和模式切换按钮(15)电连接。

2.根据权利要求1所述的振动测试仪(1)，其特征在于，所述主控电路(11)包括中央控制器(111)、数据存储器(112)和数据采集控制器(113)；

所述中央控制器(111)分别与所述显示屏(12)、所述电源电路(13)、所述数据存储器(112)和所述数据采集控制器(113)电连接；

所述数据采集控制器(113)还分别与所述数据存储器(112)、所述电源电路(13)和所述无线收发器(14)电连接。

3.根据权利要求2所述的振动测试仪(1)，其特征在于，所述中央控制器(111)为ARM，所述数据采集控制器(113)为CPLD。

4.根据权利要求1所述的振动测试仪(1)，其特征在于，所述电源电路(13)包括电池充电管理电路(131)、电池(132)、电源控制电路(133)、低电检测电路(134)和供电电路(135)；

所述电源控制电路(133)分别与所述电池(132)、所述低电检测电路(134)和所述供电电路(135)电连接；

所述电池充电管理电路(131)与所述电池(132)电连接；

所述供电电路(135)还分别与所述主控电路(11)和所述无线收发器(14)电连接；

所述低电检测电路(134)还与所述主控电路(11)电连接。

5.根据权利要求1所述的振动测试仪(1)，其特征在于，还包括与所述主控电路(11)电连接的加密芯片(16)。

6.根据权利要求1所述的振动测试仪(1)，其特征在于，所述显示屏(12)为LED显示屏、OLED显示屏、QLED显示屏或LCD显示屏。

7.根据权利要求1所述的振动测试仪(1)，其特征在于，所述无线收发器(14)为蓝牙收发器或Wi-Fi收发器。

8.根据权利要求1所述的振动测试仪(1)，其特征在于，

所述显示屏(12)安装于所述壳体(4)前面板上部，所述模式切换按钮(15)安装于所述壳体(4)前面板下部；

所述壳体(4)上面板上安装有至少一个用于连接传感器(2)的接插件(3)。

9.一种分布式无线振动测试系统，其特征在于，包括至少两个如权利要求1至8任意一项所述的振动测试仪(1)和至少一个传感器(2)；

所述振动测试仪(1)与所述传感器(2)可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的分布式无线振动测试系统，其特征在于，所述传感器(2)包括位移传感器、速度传感器位置、加速度传感器、键相传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器和扭矩传感器中的至少一者。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及设备检测技术领域，尤其涉及一种振动测试仪及分布式无线振动测试系统。

背景技术

目前，在大型设备机房进行设备状态检测时，测试人员往往需要使用手持式振动测试仪对各设备的各测试点依次进行检测，进行大量重复劳动。而且，某些设备的某些位置由于高度、角度或机械运动等原因，人力不能轻易到达。而采用一些带有实时在线监测功能的振动测试仪时，也需要测试人员逐个读取每台振动测试仪的数据，记录并汇总之后才能了解到所有设备的运行状态。如此便加重了测试人员的工作强度且效率低下。这种检测模式，也常常因为不能及时了解到所有设备的状态而造成严重损失。

实用新型内容

为了提高设备振动检测效率，本实用新型提供一种振动测试仪及分布式无线振动测试系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种振动测试仪，包括壳体、主控电路、显示屏、电源电路、无线收发器和模式切换按钮。所述显示屏和所述模式切换按钮位于所述壳体表面。所述主控电路、所述电源电路和所述无线收发器位于所述壳体内部。所述主控电路分别与所述显示屏、所述电源电路和所述无线收发器电连接。所述无线收发器还分别与所述电源电路和模式切换按钮电连接。

本实用新型的有益效果是：振动测试仪可悬挂或固定于机器上。在显示屏上显示所测数据值、电量提醒、工作模式和存储空间使用情况等信息。检测人员按动模式切换按钮切换振动测试仪工作模式，即，无线收发器的数据收发模式。振动测试仪工作模式分为测量模式与转发模式。当振动测试仪工作于测量模式时，即，无线收发器工作于数据发送模式，将该振动测试仪所测数据发往工作于转发模式的振动测试仪上。当振动测试仪工作于转发模式时，即，无线收发器工作于收发模式，接收各处于测量模式的振动测试仪发来的测试数据，并可将所有数据转发至诸如电脑、手机等数据接收终端上。如此，可将多台振动测试仪数据汇总至一台振动测试仪上，工作人员可通过诸如电脑、手机等数据接收终端仅从一台振动测试仪上读取所有数据，无需逐台读取，节约劳力，减少工作量。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述主控电路包括中央控制器、数据存储器和数据采集控制器。所述中央控制器分别与所述显示屏、所述电源电路、所述数据存储器和所述数据采集控制器电连接。所述数据采集控制器还分别与所述数据存储器、所述电源电路和所述无线收发器电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：数据采集控制器控制数据采集发送过程中的数据流管理及缓存等。数据存储器可以保存大量在线、离线测量数据。

进一步，所述中央控制器为ARM，所述数据采集控制器为CPLD。

采用上述进一步方案的有益效果是：中央控制器采用ARM，选取接口丰富的型号，满足多路数据采集、发送及AD转换等功能。数据采集控制器采用CPLD，满足数据流传送时的精确时序控制要求。

进一步，所述电源电路包括电池充电管理电路、电池、电源控制电路、低电检测电路和供电电路。所述电源控制电路分别与所述电池、所述低电检测电路和所述供电电路电连接。所述电池充电管理电路与所述电池电连接。所述供电电路还分别与所述主控电路和所述无线收发器电连接。所述低电检测电路还与所述主控电路电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用电池供电，满足在线、离线测量所需。电池充电管理电路可为电池充电并进行充电断电保护。供电电路可直接为主控电路、无线收发器等提供稳定工作电压及电流。低电检测电路实时检测剩余电量，并通知主控电路，将电量信息显示于显示屏上。电源控制电路控制其他各部件稳定工作。

进一步，所述振动测试仪还包括与所述主控电路电连接的加密芯片。

采用上述进一步方案的有益效果是：加密芯片可对中央控制器、待收发或存储的数据进行加密，满足保密需求。

进一步，所述显示屏为LED显示屏、OLED显示屏、QLED显示屏或LCD显示屏。

采用上述进一步方案的有益效果是：显示屏可根据应用场景等需求选取合适的显示屏。

进一步，所述无线收发器为蓝牙收发器或Wi-Fi收发器。

采用上述进一步方案的有益效果是：蓝牙收发器或Wi-Fi收发器为常用的无线收发器，可与诸如电脑、手机等数据接收终端匹配，传送数据。

进一步，所述显示屏安装于所述壳体前面板上部，所述模式切换按钮安装于所述壳体前面板下部。所述壳体上面板上安装有至少一个用于连接传感器的接插件。

采用上述进一步方案的有益效果是：壳体可有效保护其内的硬件设备，并露出显示屏面与模式切换按钮以供操作。测试人员可通过接插件来外接各种传感器。

本实用新型还提供了一种分布式无线振动测试系统，包括至少两个所述的振动测试仪和至少一个传感器。所述振动测试仪与所述传感器可拆卸地电连接。

所述系统中，至少一个振动测试仪工作在转发模式，与之相对应有一组振动测试仪工作在测量模式。测量模式振动测试仪可根据需求连接至少一个传感器，同时，当振动测试仪工作于转发模式时，也可选择不安装传感器。这组测量模式振动测试仪分布在转发模式振动测试仪的无线信号覆盖范围内。测量模式振动测试仪将测量数据发往转发模式振动测试仪。转发模式振动测试仪接收各测量模式振动测试仪发来的数据，工作人员可通过诸如电脑、手机等数据接收终端从转发模式振动测试仪上读取到其他分散的测量模式振动测试仪上的数据。当存在多个转发模式振动测试仪，及对应的多组测量模式振动测试仪时，数据接收终端可以根据信号强度切换不同的转发模式振动测试仪。该分布式无线振动测试系统利用分布式、无线布置等特点减轻工作人员的工作强度，大大提高测试效率，且能够同步测量不同设备的振动状态和同一台设备不同位置的振动状态并进行实时监控，工作人员可以通过诸如电脑、手机等数据接收终端从一台振动测试仪上读取到其他分散的振动测试仪上的数据。振动测试仪与传感器之间采用可拆卸的连接方式，可根据测量需求更换所需类型传感器，也可在一个振动测试仪上连接多个传感器，满足多维数据测量需求，综合评估设备工作状态。

进一步，所述传感器为位移传感器、速度传感器位置、加速度传感器、键相传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器或扭矩传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是：采取多种类型传感器，满足各种振动量测量需求，综合评估待测设备工作状态。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的振动测试仪的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例提供的振动测试仪的主控电路结构示意图。

图3为本实用新型一实施例提供的振动测试仪的电源电路结构示意图。

图4为本实用新型另一实施例提供的振动测试仪的振动测试仪结构示意图。

图5为本实用新型另一实施例提供的振动测试仪的壳体结构示意图。

图6为本实用新型一实施例提供的分布式无线振动测试系统的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、振动测试仪，2、传感器，3、接插件，4、壳体；11、显示屏，12、主控电路，13、电源电路，14、无线收发器，15、模式切换按钮，16、加密芯片；111、中央控制器，112、数据存储器，113、数据采集控制器；131、电池充电管理电路，132、电池，133、电源控制电路，134、低电检测电路，135、供电电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型提供一种振动测试仪1。

在一优选的实施例中，如图1所示：

所述振动测试仪1，包括壳体4、主控电路11、显示屏12、电源电路13、无线收发器14和模式切换按钮15。

所述显示屏12和所述模式切换按钮15位于所述壳体4表面。

所述主控电路11、所述电源电路13和所述无线收发器14位于所述壳体4内部；所述主控电路11分别与所述显示屏12、所述电源电路13和所述无线收发器14电连接。

所述无线收发器14还分别与所述电源电路13和模式切换按钮15电连接。

振动测试仪1可悬挂或固定于机器上。在显示屏11上显示所测数据值、电量提醒、工作模式和存储空间使用情况等信息。检测人员按动模式切换按钮15切换振动测试仪1工作模式，即，无线收发器14的数据收发模式。振动测试仪1工作模式分为测量模式与转发模式。当振动测试仪1工作于测量模式时，即，无线收发器14工作于发送模式，将该振动测试仪1所测数据发往工作于转发模式的振动测试仪1上。当振动测试仪1工作于转发模式时，即，无线收发器14工作于收发模式，接收各处于测量模式的振动测试仪1发来的测试数据。

工作人员可以通过诸如电脑、手机等数据接收终端从一台振动测试仪1上读取到其他所有分散的振动测试仪1上的数据，而无需逐台读取。

该振动测试仪1可通过集成化的电路设计使各装置均集成在一块电路板上，大大缩小了仪器的体积和重量，整机可悬挂在被测机械设备上。

在一优选的实施例中，如图2所示：

主控电路11包括中央控制器111、数据存储器112和数据采集控制器113。

中央控制器111分别与显示屏12、电源电路13、数据存储器112和数据采集控制器113电连接。

数据采集控制器113还分别与数据存储器112、电源电路13和无线收发器14电连接。

数据采集控制器113控制数据采集发送过程中的数据流管理及缓存等。数据存储器112可以保存大量在线、离线测量数据。

在一优选的实施例中：

中央控制器111为ARM，数据采集控制器113为CPLD。

中央控制器111采用ARM，选取接口丰富的型号，满足多路数据采集、发送及AD转换等功能。数据采集控制器113采用CPLD，满足数据流传送时的精确时序控制要求。

在一优选的实施例中，如图3所示：

电源电路13包括电池充电管理电路131、电池132、电源控制电路133、低电检测电路134和供电电路135。

电源控制电路133分别与电池132、低电检测电路134和供电电路135电连接。

电池充电管理电路131与电池132电连接。

供电电路135还分别与主控电路11和无线收发器14电连接。低电检测电路134还与主控电路11电连接。

采用电池132供电，满足在线、离线测量所需。电池充电管理电路133可为电池132充电并进行充电断电保护。供电电路135可直接为主控电路11、无线收发器14等提供稳定工作电压及电流。低电检测电路134实时检测剩余电量，并通知主控电路11，将电量信息显示于显示屏12上。电源控制电路133控制其他各部件稳定工作。

在一优选的实施例中，如图4所示：

振动测试仪1还包括与主控电路11电连接的加密芯片16。

加密芯片16可对中央控制器111、待收发及存储的数据进行加密，防抄板或防数据截取破解，满足保密需求。根据各种加密芯片16厂家提供的配套软件等，可生成证书或密码等，客户需提供密码或证书，才可利用诸如电脑、手机等数据接收终端下载振动测试仪1上的数据，提高安全级别。

在一优选的实施例中：

所述显示屏11为LED显示屏、OLED显示屏、QLED显示屏或LCD显示屏。

显示屏11可根据应用场景等需求选取合适的类型。

在一优选的实施例中：

所述无线收发器14为蓝牙收发器或Wi-Fi收发器。

蓝牙收发器或Wi-Fi收发器为常用的无线收发器14，可与诸如电脑、手机等数据接收终端匹配，传送数据。且蓝牙与Wi-Fi都支持单工\/半双工\/全双工数据传输模式的切换，即，可以切换成仅发送、仅接收数据的单工模式，也可以切换成既接收也发送数据的双工模式。当振动测试仪1工作于采集模式时，蓝牙或Wi-Fi可切换为单工模式，仅发送数据；当振动测试仪1工作于转发模式时，蓝牙或Wi-Fi可切换为双工模式，即可发送数据也可接收数据。因此，本领域技术人员可以轻松地根据蓝牙、Wi-Fi芯片厂商提供的驱动，完成本实用新型需要用到的模式切换。

在一优选的实施例中，如图5所示：

所述显示屏12安装于所述壳体4前面板上部，所述模式切换按钮15安装于所述壳体4前面板下部。

所述壳体4上面板上安装有至少一个用于连接传感器的接插件3。

壳体4可有效保护其内的硬件设备，并露出显示屏面与模式切换按钮以供操作。测试人员可通过接插件来外接各种传感器。壳体4防护等级按工程P65标准设计，上述各装置或各电路硬件的防爆性能均按照GB3836.1-2010,GB3836.4-2010国际标准的要求设计，仪器硬件专门进行防水、防尘、防腐蚀处理，即使在高温、高湿、高腐蚀、易爆等危险场所也能安全、稳定的工作。

本实用新型还提供一种分布式无线振动测试系统。

在一优选的实施例中，如图6所示：

所述分布式无线振动测系统，包括至少两个的振动测试仪1和至少一个传感器2。振动测试仪1与传感器2可拆卸地电连接。

该系统中，至少一个振动测试仪1工作在转发模式，与之相对应有一组振动测试仪1工作在测量模式。测量模式振动测试仪1可根据需求连接至少一个传感器2，同时，当振动测试仪1工作于转发模式时，也可选择不安装传感器2。这组测量模式振动测试仪1分布在转发模式振动测试仪1的无线信号覆盖范围内。测量模式振动测试仪1将测量数据发往转发模式振动测试仪1。转发模式振动测试仪1接收数据并转发至诸如电脑、手机等数据接收终端上。当存在多个转发模式振动测试仪1，及对应的多组测量模式振动测试仪1时，数据接收终端可以根据信号强度切换不同的转发模式振动测试仪1。该分布式无线振动测试系统利用分布式、无线布置等特点减轻工作人员的工作强度，大大提高测试效率，且能够同步测量不同设备的振动状态和同一台设备不同位置的振动状态并进行实时监控，工作人员可以通过诸如电脑、手机等数据接收终端从一台振动测试仪1上读取到其他分散的振动测试仪1上的数据。振动测试仪1与传感器2之间采用可拆卸地连接，可根据测量需求更换所需类型传感器2，也可在一个振动测试仪1上连接多个传感器2，满足多维数据测量需求，综合评估设备工作状态。

在一优选的实施例中：

传感器2为位移传感器、速度传感器位置、加速度传感器、键相传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器或扭矩传感器。

采取多种类型传感器2，满足各种振动量测量需求，综合评估待测设备工作状态。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种振动测试仪及分布式无线振动测试系统论文和设计

一种振动测试仪及分布式无线振动测试系统论文和设计-吴兵华

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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