[发明专利]一种用于测量机械设备振动情况的装置及方法

说明书

本发明涉及计算机技术领域，具体是一种用于测量机械设备振动情况的装置及方法，所述装置包括MEMS三轴振动传感器、MCU主控制器、A/D转换模块以及SPI总线。本发明的有益效果是，1)本装置既能实现传感器数据的数字量采集，也可以实现模拟量的采集；2)本装置利用多种数据分析方法，对机械设备的振动状况从多维度进行展示；3)本装置有丰富的接口，既能实现数据的以太网传输，也可以实现数据的RS485传输。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体是一种用于测量机械设备振动情况的装置及方法。

背景技术

机械设备是工业生产中的关键设备，广泛应用于矿山、电力、冶金等部门，对企业的安全生产及其重要，但是机械设备经常会出现各种各样的故障，甚至造成人员的伤亡，并且在运行过程中需要工作人员的持续巡检和值守，大大增加了人力成本，严重降低了企业生产的效率。

对机械设备进行振动监测能够有效减少上述情况的发生，保证机器设备的安全高效运行，振动是机械设备故障的主要表现，而且不同种类的机械故障会在振动信号上有不同频率和幅值的表现，通过对振动信号进行监测，并对采集到的振动信息作进一步的分析和处理，就能够随时掌握设备的运行状态是否正常、发展趋势如何等等，通过对振动信息进行分析获取设备的这些信息，就能够在机械设备发生故障之前得到设备的预警信息，及时发现问题，并提前加以维护修理，从而有效避免重大事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时采集机械设备振动数据的模拟信号及数字信号利用多种分析方法将机械设备振动状况进行多维度数据展示，并可以实现数据的以太网传输和RS485传输的方法以及使用该方法的装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于测量机械设备振动情况的装置及方法，

所述装置包括MEMS三轴振动传感器、MCU主控制器、A/D转换模块以及SPI总线，其中：

所述MEMS三轴振动传感器采集机械设备振动数据的模拟信号及数字信号；

所述A/D转换模块采集振动传感器模拟信号，该A/D转换模块采用单端模式并利用PIT触发源进行触发；

所述SPI总线采集上述数字信号并传输至所述MCU主控制器；

所述MCU主控制器对接收到的振动数据进行解析，将电压值转换为加速度值，并依次对所述加速度值进行数据滤波、傅里叶变换，提取机械设备振动数据的频率数据，并对该频率数据进行积分获取振动的位移；

所述MCU主控制器连接用于实现快速传输振动数据的DMA、以太网通讯模块、实现数据传输的RS485和UART、电源。所述SPI总线由CLK、MOSI、MISO组成，负责采集机械设备振动数据数字信号。

所述MEMS三轴振动传感器拥有大量程、高分辨率、带宽高、超小超薄尺寸，大大降低了整个装置的空间占用。

优选地，所述的DMA使用传输描述符TCD控制数据传输流程，所述TCD以链表方式进行自动加载。

更进一步，所述装置采用Scatter/Gather Mode来创建两个TCD完成从一个源地址向不同目的地址进行数据搬移。DMA主要实现振动数据的快速传输，使用传输描述符TCD(Transfer Control Descriptor)控制数据传输流程，TCD可以以链表的方式进行工作，从而将链表中下一个TCD自动加载，本套装置采用Scatter/Gather Mode，创建两个TCD完成从一个源地址向不同目的地址进行数据搬移。

优选地，所述的以太网通讯模块支持包括10/100/1000Mbps的网络制式。