[发明专利]一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统

说明书

本发明涉及一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统，属于微系统技术领域。该结构包括处理器、温度调理模块、仪表放大器、运放、非易失性存储器、稳压源和晶振；该系统封装于一体化管壳内，该管壳用于连接其余模块；处理器，带无线数据发送功能，用于加载用户智能算法，将处理后的数据发送到云端；温度调理用于采集并补偿外接Pt温度传感器；仪表放大器用于感知应变传感器信号；运放将仪表放大器输出信号进一步放大；非易失性存储器用于存放用户数据及监测数据；稳压源为系统提供低纹波稳定电源；晶振为系统内的电路提供时钟源。本发明通用性强、集成度高、体积小、可靠性高，可广泛应用于高端轴承服役健康状态监测领域。

技术领域

本发明属于微系统技术领域，涉及一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统。

背景技术

作为高端轴承发展的重大趋势之一，智能轴承是在传统轴承的基础上集成不同用途的传感装置、调控装置，使其结合成独特的结构功能一体化单元，是工业物联网、智慧制造业的重要组成部分，也是实现装备智能化亟待突破的技术之一。

而目前外挂式监测系统诊断难度大、智能化程度低、体积功耗大、可靠性低等，难以满足高端轴承结构和工作条件特殊、故障机理复杂的发展趋势。

因此，亟需一种内嵌式智能化、小型化、高集成度、低功耗、高可靠的微系统，应用于轴承源端运行状态监测，以满足新一代高端轴承监测物理信息系统高度集成与智能化的发展需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统，能够满足新一代高端轴承运行状态监测对系统智能化、高集成度、小型化、低功耗、高可靠的需求，推动数控机床、风电、轨道交通等重点主机领域高端轴承的发展，并在航空航天、武器装备、无人工厂、海洋装备等领域具有良好的推广前景，显著提升我国制造与装备智能化的发展水平。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向高端轴承的内嵌式多维智能采集处理微系统，包括：处理器2、温度调理模块3、仪表放大器4、运放5、非易失性存储器6、稳压源7、晶振Ⅰ8和晶振Ⅱ9；

所述处理器2，带无线数据发送功能，用于加载用户智能算法，将处理后的数据发送到云端；所述温度调理模块3用于采集并补偿外接温度传感器输出信号；所述仪表放大器4用于感知应变传感器微弱输出信号；所述运放5将仪表放大器输出信号进一步放大；所述非易失性存储器6用于存放用户数据；所述稳压源7为系统提供低纹波稳定电源；所述晶振Ⅰ8和晶振Ⅱ9为系统内的电路提供时钟源。

进一步，该微系统封装于一体化管壳1内，利用一体化管壳1连接微系统内各模块。

进一步，所述一体化管壳1采用高温共烧陶瓷和金属围腔的方式，为微系统提供结构支撑及保护空间。

进一步，所述微系统中各模块的互连方式是采用多层陶瓷布线的方式，为系统提供高密度、高可靠的电连接走线。

进一步，所述处理器2、温度调理模块3、仪表放大器4、运放5、非易失性存储器6、稳压源7、晶振Ⅰ8和晶振Ⅱ9采用导电胶粘接在一体化管壳1粘接区上，典型方式是采用导电胶连接在一体化管壳1的表层粘接焊盘上。

进一步，所述一体化管壳1采用HTCC工艺制作，主要由三种材料组成，分别为陶瓷材料、金属材料和导体材料；其中陶瓷材料用于一体化管壳的主体结构；金属材料用于加工一体化管壳的零件部分，包括引线、封口环和盖板；导体材料用于一体化管壳的内部布线和填充互连孔，用于电互连。

进一步，所述处理器2中加载的用户智能算法，具体包括以下步骤：

步骤1：传感器布点负责对监测对象的信号数据D进行采集和转换后上传至终端处理器装置进行处理；