[实用新型]一种无线振动与温度复合传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种采集工业现场设备振动信号和温度信号的无线复合传感器，可用于工业现场设备的振动与温度信号的采集、处理和无线发送。

背景技术

目前，工业现场设备振动加速度信号大都是通过有线的传感器来采集，这种采集系统存在着一系列的弊端，比如：布线复杂，甚至有的区域无法或者不允许布线，尤其是随着系统容量的不断提升，布线对系统的应用推广起到了很大的限制作用，只能在条件允许的场合使用。一旦监测某设备的传感器线缆出现破损或断裂，则会使局部区域失去监测能力，造成该设备的监测系统失效，对工业生产带来潜在的威胁和不安全；并且有线采集系统还存在布线复杂、监测点和网络结构相对固定，灵活性不足且扩展性差，系统部署和维护成本高等缺点，而无线传感器自身具有无需布线、能够适应各种环境、检测精确度较高和可靠性高等优点，能够很好的弥补有线传感器现有的难题，因此在工业现场设备监测中非常实用。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种能用于工业现场的无线传感器且能满足恶劣环境，以达到对工业现场设备的振动加速度、温度信号进行采集，并且具有低电量报警功能。

为解决上述问题本实用新型是一种无线振动和温度复合传感器，其包括有防爆外壳、硬质防爆塑料端盖、传感器模组、PCB电路板、锂电池组。

传感器模组内部集成了温度传感器、振动加速度传感器以及电荷放大器，能够拾取工业现场设备的振动信号和温度信号，电荷放大器通过将振动加速度传感器采集到的信号放大处理，便于后续信号处理。

进一步，上述PCB电路板中集成了低功耗开关模块，功率放大模块，电压转换模块和无线收发器模块，传感器模组采集到的信号，经过无线收发器模块A/D转换，然后通过功率放大模块发送出去。

进一步，所述的PCB电路板上的无线收发器模块，其提供了微控制单元和无线设备之间的一个接口，使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序，且带有12位的A/D转换功能，能将传感器模组采集到的模拟信号进行转换为数字信号。

进一步，所述的PCB电路板上的功率放大模块，是由内置PCB天线和功率放大芯片组成，从无线收发器模块发出的振动与温度信号经过功率放大芯片进行放大，然后通过内置PCB天线将信号发送至远程通信站，内置PCB天线具有体积小，增益高与功率放大芯片共同作用，进一步提升传输距离。

进一步，所述的PCB电路板上的低功耗开关模块，为所述的传感器模组供电，当传感器模组进行信号采集时，将供电打开，传感器模组采集结束，关闭供电，减少对锂电池组的电量消耗，降低功耗。

进一步，所述的PCB电路板上的电压转换模块，其将锂电池组的电压稳定在PCB电路板上各个模块的工作电压以及传感器模组的供电电压。所述的电压转换模块能够对锂电池组的电量进行低电压报警，通过修改电阻阻值大小，来设定报警阈值，当锂电池组电压降到阈值以下，发出报警信号，从而更换新的锂电组。

进一步，本实用新型装置还有防爆外壳和硬质防爆塑料端盖，所述的传感器模组位于防爆外壳内，PCB电路板以及内置PCB天线和锂电池组在硬质防爆塑料端盖与防爆外壳之间。防爆外壳材料采用的是铸铁，可在普通铸铁中加入了合金元素，其具有很高的表面硬度和耐磨性，能够保证复合传感器在恶劣环境下正常的工作，所述的硬质防爆塑料端盖，采用不燃材料，能够承受260°的热稳定性试验，与防爆外壳旋合而且能够不屏蔽内置PCB天线发送出来的振动与温度信号。

进一步，锂电池组是由三节并联的锂电池组成，并联后电池容量大，能够持续为复合传感器供电。

本实用新型解决工业现场设备的振动、温度参数的获取分析问题，并能达到为今后工业现场甚至煤矿井下设备工作状态的监测与分析提供了先决条件。由于本实用新型采用了以上的技术方案，所以具有以下优点：

1、集成了温度和振动传感单元，可以同时采集工业现场设备振动、温度信号；

2、通过无线的方式将获取的振动和温度信号传输到配套的通信站，解决当前工业现场有线传感器监测系统部署复杂、维护困难的问题；

3、无线发射天线采用内置PCB天线和功率放大芯片共同作用，既能避免外置天线易弯折和损坏的缺陷，又同时提升了信号发射功率；

4、具有电量监测功能，能够及时了解传感器电量信息，便于电池更换的优点；

5、具有防尘、防水功能，可以在环境恶劣的工业现场工作。

附图说明