數(shù)字化低頻振動傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器。更具體地說，本實用新型涉及一種數(shù)字化低頻振動傳感器。
【背景技術】
[0002]在以水輪發(fā)電機組為代表的低轉速旋轉機械的運行過程中，主要采用磁電式低頻振動速度傳感器作為對低速旋轉機械設備結構振動的測量敏感元件。由于該類型傳感器的主要特征為對低頻(可低至0.4Hz)振動信號有較好的響應，因此廣泛應用于水輪發(fā)電機組運行狀態(tài)的監(jiān)測中。
[0003]傳統(tǒng)的磁電式低頻振動傳感器內部主要包括:振動檢波器及采用模擬電路完成信號的調整、補償、濾波等處理。該類型傳感器采用純模擬電路，存在電路板集成度高，尺寸較大等問題，目前通用的電路板尺寸相應傳感器的外形尺寸也較大，一般尺寸為:Φ 50 X 10mm ;采用貼片技術，外形尺寸也達到:Φ 40 X 100mm，需一定的安裝空間。
[0004]傳統(tǒng)磁電式低頻振動傳感器結構如圖1所示，包括:傳感器殼體1、傳感器底座2、地震檢波器3和低頻補償及積分放大電路4。該傳感器的核心組件主要有兩個:敏感振動速度信號的地震檢波器和后端的低頻補償及積分放大電路。其中地震檢波器被固定在傳感器殼體和傳感器底座上，而傳感器被固定在被測對象上，隨著被測對象一起振動，檢波器也隨被測對象振動。后端低頻補償及積分放大電路完成信號的低頻補償和積分放大，最終輸出模擬量電信號。其工作原理如圖2所示。地震檢波器的結構如圖3所示，該地震檢波器由磁路系統(tǒng)31、慣性質量32、線圈33和彈簧阻尼系統(tǒng)34四個部分組成。磁路系統(tǒng)用以產生恒定的直流磁場。線圈與磁場中的磁通交鏈產生感應電動勢，而感應電動勢與磁通變化率(或線圈與磁場相對運動速度)成正比。質量彈簧阻尼系統(tǒng)的剛度直接影響傳感器的頻響，決定了傳感器的測量范圍。在工作時，當被測對象振動時，在檢波器工作頻率范圍內，線圈與磁鐵相對運動，切割磁力線，在線圈內產生感應電壓，檢波器輸出電壓，而該電壓信號正比于被測物體的振動速度值。由于地震檢波器敏感輸出信號為振動速度信號，因此必須經(jīng)過積分電路，最終輸出振動位移信號。帶通濾波器則用于過濾低于設計要求的頻率信號和高于設計要求的頻率信號。在傳統(tǒng)的磁電式低頻振動傳感器中，上述低頻補償電路、積分環(huán)節(jié)、帶通濾波器全部采用模擬電路實現(xiàn)。
[0005]傳統(tǒng)低頻振動傳感器的外殼分為4個組成部分:①上下開口的圓柱形鋁合金管材殼體、②上蓋、③下蓋、④底托。安裝步驟為:
[0006]I)鋁合金殼體內部在中間部位有一開圓孔的平臺將殼體分為上下兩部分，平臺上部有螺紋，可通過抬高柱固定電路板；下部用來安放檢波器。
[0007]2)將振動檢波器從殼體底端放置于殼體內部，再通過旋緊下蓋(帶螺紋)將檢波器緊固在殼體內部，最終需用膠棒對下蓋進行固定密封。
[0008]3)將檢波器的輸出通過兩根電線焊接于電路板底部，再將電路板從殼體上端安裝于殼體內部平臺上。
[0009]4)將航空插座固定在上蓋上，再通過4根電線將電路板與航空插頭焊接在一起。再將上蓋旋緊于殼體上部，此時需注意在旋轉上蓋時，4根電線會同時旋轉，需避免旋轉圈數(shù)過多造成的電線焊點折斷、脫焊。
[0010]5)將殼體與底托相連。
[0011]此安裝方法自低頻傳感器研制出后一直沒有改變，延續(xù)至今已有30年左右的時間，工藝較陳舊，產品品相不高。后來雖利用貼片技術，但僅僅是殼體直徑有較小變化外，一直沒有結構及工藝上的突破。
[0012]另外，由于水輪發(fā)電機組運行環(huán)境的特殊性，低頻振動傳感器經(jīng)常會浸泡在水里安裝，雖然水位不一定沒過傳感器整體，但傳感器由于采用上下封蓋形式，如果下蓋密封不好，會造成傳感器進水導致失效。
【實用新型內容】
[0013]本實用新型的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0014]本實用新型還有一個目的是改變傳統(tǒng)磁電式低頻振動傳感器的內部結構、外形尺寸及安裝形式，方便小空間的安裝使用，提高產品的防水性能。
[0015]為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種數(shù)字化低頻振動傳感器，包括:
[0016]不銹鋼一體化殼體，其內部安裝有地震檢波器；
[0017]調節(jié)電路，其設置在所述地震檢波器的上方，包括從上到下依次信號連接的接口電路板、數(shù)字電路板和模擬電路板，所述模擬電路板與所述地震檢波器信號連接；
[0018]插頭，其安裝在所述不銹鋼一體化殼體的上端，所述接口電路板與所述插頭信號連接。
[0019]采用不銹鋼全密封工藝設計的一體化殼體有效提高了防水性能；調節(jié)電路分層設置，便于區(qū)分和安裝，節(jié)省空間。
[0020]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述接口電路板、數(shù)字電路板和模擬電路板之間的連接方式為:插針式硬連接，確保了各電路板可靠連接，避免了使用電線導致的易折易斷現(xiàn)象的發(fā)生。
[0021]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述地震檢波器上方還設置有壓板，所述壓板通過抬高柱與所述模擬電路板連接，提高模擬電路板與壓板連接的可靠性。
[0022]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述接口電路板通過信號連接器與所述插頭下端信號連接，便于信號的傳輸。
[0023]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述插頭為歐式防水航空插頭，提高防水性能。
[0024]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述不銹鋼一體化殼體底部密封，上端設置有上蓋，所述上蓋中部設置有開口，所述插頭上部固定在所述開口處。只保留殼體和上蓋兩部分，采用激光焊接技術實現(xiàn)上蓋與殼體的密封連接，確保了整體無縫對接。
[0025]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述數(shù)字電路板為微控制單元信號補償濾波電路板。
[0026]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述模擬電路板為信號放大電路板。
[0027]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述不銹鋼一體化殼體的高度為75?100mm，直徑為30?40mm，減小了整個裝置的體積。
[0028]優(yōu)選的是，所述的數(shù)字化低頻振動傳感器中，所述不銹鋼一體化殼體的高度為87mm，直徑為 32.5mm。
[0029]本實用新型至少包括以下有益效果:以接口電路板、數(shù)字電路板和模擬電路板為硬件基礎，在實現(xiàn)傳感器數(shù)字化的低頻補償、濾波和積分的同時，改進了傳感器的特性，方便參數(shù)調整，便于在小空間的安裝使用；采用不銹鋼全密封工藝設計的一體化殼體，下端口無蓋，