軸承檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測系統(tǒng)，尤其是一種軸承檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]軸承是一類重要的旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件，在機(jī)械設(shè)備中起著承受和傳遞載荷的作用，其運(yùn)行狀態(tài)好壞將直接影響整臺設(shè)備的性能，而且一旦發(fā)生故障往往會造成災(zāi)難性的后果。因此，實時在線監(jiān)測軸承的狀態(tài)對提高其可靠性和安全性具有重要的意義和實際應(yīng)用價值。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型解決的問題是提供一種軸承檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)對軸承的實時監(jiān)測。
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供一種軸承檢測系統(tǒng)，該軸承檢測系統(tǒng)包括傳感器單元、信號處理單元以及中央控制器，其中:
[0005]所述傳感器單元，用于采集與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號；
[0006]所述信號處理單元，與所述傳感器單元連接，用于處理采集的信號；
[0007]所述中央控制器，與所述信號處理單元連接，用于根據(jù)信號處理結(jié)果實時顯示軸承工作狀態(tài)和/或?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警。
[0008]進(jìn)一步地，所述傳感器單元包括至少一個傳感器，所述傳感器用于檢測以下至少一種與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號:軸承潤滑脂含量、溫度、震動。
[0009]優(yōu)選地，所述信號處理單元與所述中央控制器通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線連接。
[0010]可選地，所述信號處理單元對采集的信號的處理包括以下至少一種:濾波、調(diào)制解調(diào)。
[0011]優(yōu)選地，所述傳感器單元采集的信號包括模擬信號，所述信號處理單元對采集的信號的處理包括將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0012]可選地，所述信號處理單元由微控制單元(MCU)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)。
[0013]可選地，所述中央控制器采用ARM微處理器和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實用新型軸承檢測系統(tǒng)可通過傳感器單元采集與軸承狀態(tài)有關(guān)的各種信號，并對信號進(jìn)行適應(yīng)性處理后，得到與軸承狀態(tài)有關(guān)的信號顯示和故障告警，從而可以及時檢測、維護(hù)或更新軸承，保證使用軸承的設(shè)備的安全性。進(jìn)一步地，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號可以增強(qiáng)信號的抗干擾性，采用工業(yè)CAN總線結(jié)構(gòu)可以提高系統(tǒng)可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型軸承檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是實現(xiàn)信號處理單元的其中一種實現(xiàn)電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實用新型軸承檢測系統(tǒng)100包括傳感器單元10、信號處理單元20以及中央控制器30，其中:
[0019]所述傳感器單元10，用于采集與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號；
[0020]所述傳感器單元10包括至少一個傳感器，所述傳感器用于檢測以下至少一種與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號:軸承潤滑脂含量、溫度、震動。
[0021]當(dāng)然，所述傳感器單元的傳感器也可以是用于檢測至少兩種信號的復(fù)合傳感器。
[0022]比如傳感器單元10可以包括一個復(fù)合傳感器和一個油脂傳感器，該復(fù)合傳感器用于檢測軸承在運(yùn)行狀態(tài)以及停止?fàn)顟B(tài)下的溫度，該油脂傳感器用于檢測軸承中油脂的狀態(tài)和余量。
[0023]所述信號處理單元20，與所述傳感器單元10連接，用于處理采集的信號；
[0024]所述信號處理單元對采集的信號的處理包括以下至少一種:濾波(Filter)、諧振、包絡(luò)、放大(Amplifier)、圖形保真(Ant1-aliasing)。當(dāng)然具體對采集信號的處理并不限于上述處理方式。具體對采集的信號進(jìn)行的處理根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行不同的設(shè)計和調(diào)整，比如，進(jìn)行高通或低通濾波。
[0025]圖2給出了一種信號處理電路的示意圖，該信號處理電路包括依次連接的高通濾波器、諧振電路、高通濾波器、包絡(luò)、低通濾波器、放大器、圖形保真以及低通濾波器。
[0026]有些傳感器采集到的信號是模擬信號，而模擬信號存在容易被干擾進(jìn)而導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，優(yōu)選地，所述信號處理單元20對采集的信號的處理包括將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再對全數(shù)字信號進(jìn)行其他處理，以提高檢測精度及信號的抗干擾能力。
[0027]可選地，所述信號處理單元由微控制單元(Micro Control Unit, MCU)和/或現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)實現(xiàn)。
[0028]所述中央控制器30，與所述信號處理單元20連接，用于根據(jù)信號處理結(jié)果實時顯示軸承工作狀態(tài)和/或?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警。
[0029]具體需要顯示的內(nèi)容可根據(jù)具體需求進(jìn)行靈活設(shè)置。
[0030]故障預(yù)警一般指軸承實際工作狀態(tài)參數(shù)因接近軸承更換條件、停止條件或維修條件，比如油脂量少到影響軸承運(yùn)轉(zhuǎn)，而需要給予警示，進(jìn)而達(dá)到軸承檢測的目的，更好地延長軸承壽命或使用軸承的設(shè)備的安全。
[0031]優(yōu)選地，所述中央控制器采用ARM微處理器和/或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)。采用FPGA硬件實現(xiàn)，可以達(dá)成高實時性。
[0032]優(yōu)選地，所述信號處理單元與所述中央控制器通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(ControllerArea Network, CAN)總線連接，即信號處理單元和中央處理器都采用CAN總線協(xié)議進(jìn)行通信?？商鎿Q地，所述信號處理單元還可以通過其他通信方式如無線、藍(lán)牙、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)通信實現(xiàn)與中央控制器的數(shù)據(jù)通信。
[0033]當(dāng)本實用新型軸承檢測系統(tǒng)用于監(jiān)測火車、地鐵列車中應(yīng)用的軸承時，軸承檢測系統(tǒng)100的各部分根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境可能需要分開設(shè)置，比如傳感器單元10需要布置在軸承座或鄰近軸承的位置，而信號處理單元20與傳感器單元10連接，并可置于能實現(xiàn)信號處理功能的任何位置，而中央控制器30因需要根據(jù)信號處理結(jié)果實時顯示軸承工作狀態(tài)和/或?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警，則一般應(yīng)設(shè)置在便于查看或發(fā)現(xiàn)的地方，比如火車或地鐵列車的控制臺。
[0034]本實用新型軸承檢測系統(tǒng)可通過傳感器單元采集與軸承狀態(tài)有關(guān)的各種信號，并對信號進(jìn)行適應(yīng)性處理后，得到與軸承狀態(tài)有關(guān)的信號顯示和故障告警，從而可以及時檢測、維護(hù)或更新軸承，保證使用軸承的設(shè)備的安全性。進(jìn)一步地，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號可以增強(qiáng)信號的抗干擾性，采用工業(yè)CAN總線結(jié)構(gòu)可以提高系統(tǒng)可靠性。
[0035]雖然本實用新型僅就某些示范性實施方式進(jìn)行描述，這些描述應(yīng)該僅作為示例而不構(gòu)成限制。在所附權(quán)利要求書記載的范圍內(nèi)，在不脫離本實用新型精神和范圍情況下，各種變化均是可能的。
【主權(quán)項】
1.一種軸承檢測系統(tǒng)，其特征在于，該軸承檢測系統(tǒng)包括傳感器單元、信號處理單元以及中央控制器，其中: 所述傳感器單元，用于采集與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號； 所述信號處理單元，由微控制單元和現(xiàn)場可編程門陣列實現(xiàn)，與所述傳感器單元連接，用于處理采集的信號； 所述中央控制器，與所述信號處理單元連接，用于根據(jù)信號處理結(jié)果實時顯示軸承工作狀態(tài)和/或?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警。2.如權(quán)利要求1所述的軸承檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器單元包括至少一個傳感器，所述傳感器用于檢測以下至少一種與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號:軸承潤滑脂含量、溫度、震動。3.如權(quán)利要求1所述的軸承檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理單元與所述中央控制器通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線連接。4.如權(quán)利要求1所述的軸承檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理單元對采集的信號的處理包括以下至少一種:濾波、調(diào)制解調(diào)。5.如權(quán)利要求1所述的軸承檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器單元采集的信號包括模擬信號，所述信號處理單元對采集的信號的處理包括將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。6.如權(quán)利要求1所述的軸承檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述中央控制器采用ARM微處理器和現(xiàn)場可編程門陣列實現(xiàn)。
【專利摘要】本實用新型提供一種軸承檢測系統(tǒng)，該軸承檢測系統(tǒng)包括傳感器單元、信號處理單元以及中央控制器，其中：所述傳感器單元，用于采集與軸承狀態(tài)相關(guān)的信號；所述信號處理單元，與所述傳感器單元連接，用于處理采集的信號；所述中央控制器，與所述信號處理單元連接，用于根據(jù)信號處理結(jié)果實時顯示軸承工作狀態(tài)和/或?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警。本實用新型軸承檢測系統(tǒng)可以及時檢測、維護(hù)或更新軸承，保證使用軸承的設(shè)備的安全性。
【IPC分類】G01M13/04
【公開號】CN204630729
【申請?zhí)枴緾N201420858302
【發(fā)明人】曹飛
【申請人】舍弗勒技術(shù)有限兩合公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年12月30日