一種便攜式可視化零件失效檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種便攜式可視化零件失效檢測儀，屬于機(jī)械故障檢測與分析技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括聽診器部分，儀器主體；聽診器部分包括聽頭、聽診器插頭；聽頭通過信號輸入線與聽診器插頭連接，聽診器部分的聽診器插頭與儀器主體的聽診器插孔連接，光滑金屬拋物面、振動(dòng)片、壓電感應(yīng)片、半球聽頭外殼；光滑金屬拋物面鑲嵌于半球聽頭外殼內(nèi)，振動(dòng)片安置于光滑金屬拋物面的焦點(diǎn)上，壓電感應(yīng)片置于振動(dòng)片上。本實(shí)用新型能為使用者提供了方便，并克服了傳統(tǒng)的零件失效檢測儀只能靠聽的方式來判斷故障和不便于攜帶的弊端，較好的為故障的分析提供了可視化的依據(jù)，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種便攜式可視化零件失效檢測儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種便攜式可視化零件失效檢測儀，屬于機(jī)械故障檢測與分析技術(shù)領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械零件與構(gòu)件的失效最終必將導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的故障，關(guān)鍵機(jī)件的失效會(huì)造成設(shè)備事故，人身傷亡事故，甚至大范圍內(nèi)災(zāi)難性后果。在生產(chǎn)線上一個(gè)小小的零件失效，可以使整個(gè)生產(chǎn)線癱瘓。因此有效的預(yù)防、控制、監(jiān)測零件的失效是一項(xiàng)意義重大的工作。
[0003]目前，由于零件失效檢測儀是采用高倍電子聽診器來聽的方式實(shí)現(xiàn)的，因此各人聽力的差異性導(dǎo)致故障判斷存在很大的主觀性和不精確性。而采用示波器模塊可以很明確的將故障信號轉(zhuǎn)換為圖像，增強(qiáng)了故障信號的可讀性，大大方便了故障的分析和技術(shù)員間的交流。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:本實(shí)用新型提供一種便攜式可視化零件失效檢測儀，用于解決傳統(tǒng)的故障判斷存在很大的主觀性和不確定性的問題。
[0005]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種便攜式可視化零件失效檢測儀，包括聽診器部分，儀器主體兩大部分；
[0006]所述聽診器部分包括聽頭1、聽診器插頭3;聽頭1通過信號輸入線與聽診器插頭3 連接，聽診器部分的聽診器插頭3與儀器主體的聽診器插孔4連接，
[0007]所述聽頭1包括光滑金屬拋物面10、振動(dòng)片11、壓電感應(yīng)片12、半球聽頭外殼13;光滑金屬拋物面10鑲嵌于半球聽頭外殼13內(nèi)，振動(dòng)片11安置于光滑金屬拋物面10的焦點(diǎn)上， 壓電感應(yīng)片12置于振動(dòng)片11上，
[0008]所述儀器主體包括信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊和電源模塊，信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊依次連接，聽診器插孔4與信號輸入模塊連接。
[0009]所述聽診器部分還包括保護(hù)網(wǎng)9,保護(hù)網(wǎng)9安裝在聽頭口處。[〇〇1〇] 所述信號放大模塊包括有電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、電容(:1、02、03、04、三極管 Q1、Q2;電容C1的一端與電源連接，C1的另一端分別與三極管Q1的基極、電阻R1、R2的一端連接，電阻R2的另一端接地，電阻R1的另一端分別與電源、電阻R3、R5的一端、三極管Q2的集電極連接，電阻R3的另一端分別與電容C3的一端、三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的發(fā)射極分別與電阻R4的一端、電容C2的一端連接，電阻R4另一端、電容C2的另一端接地；電容C3的另一端分別與電阻R5的另一端、三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極分別與電阻R7的一端、電容C4的一端連接，電阻R7的另一端接地，電容C4的另一端接電阻R6的一端，電阻R6 的另一端接地。[〇〇11] 所述信號過濾模塊包括電阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、電容05、06、運(yùn)算放大器1]1;電阻R8的一端與電源相連，另一端分別與電容C5的一端、電容C6的一端、電阻Rl I的一端相連，電容C5的另一端接地;電阻Rll的另一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端；電容C6的另一端分別接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地；電阻RlO的一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端，另一端分別接電阻R9的一端和運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，電阻R9的另一端接地。
[0012]所述電源模塊包括整流模塊BR1、二極管D1、電阻R13、R14、R15、R16、穩(wěn)壓管D2、電容C7、C8、C9、C10、三極管Q3、Q4、Q5、可調(diào)電阻RV1;220V電源接整流模塊BRl的交流側(cè)，整流模塊BRl的+端分別接電容C7的正端、二極管Dl的陽極、三極管Q3的集電極;整流模塊BRl的-端接地；電容C7的負(fù)端接地;二極管DI的陰極分別接電容C8的+端、電阻Rl3的一端、電阻Rl4的一端；電容C8的負(fù)端接地；電阻R13的另一端接三極管Q4的集電極;三極管Q4的發(fā)射極接三極管Q3的基極，三極管Q4的基極接地；電阻R14的另一端接三極管Q5的集電極，三極管Q5的發(fā)射極接穩(wěn)壓管D2的陰極，穩(wěn)壓管D2的陽極接地;三極管Q5的基極接可調(diào)電阻RVl的可調(diào)端;三極管Q3的發(fā)射極分別接電阻Rl 5的一端、電容C9、電容Cl O的+端；電容C9、電容Cl O的-端接地；電阻R15的另一端接可調(diào)電阻RVl的一端;可調(diào)電阻RVl的另一端接電阻R16的一端，電阻R16的另一端接地。
[0013]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0014]聽診器部分的帶有光滑金屬拋物面10的聽頭I接收零件的固有振動(dòng)信號，當(dāng)零件內(nèi)的固有振動(dòng)由外界傳來時(shí)經(jīng)過光滑金屬拋物面10反射便匯集到該拋物面的一個(gè)焦點(diǎn)上(在該焦點(diǎn)上振動(dòng)信號最為強(qiáng)烈)，此時(shí)位于焦點(diǎn)處震動(dòng)膜便會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，震動(dòng)膜的震動(dòng)隨之引起膜片上的壓電感應(yīng)片12形變。由于壓電感應(yīng)片12的特殊效應(yīng)，壓電感應(yīng)片12上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)微弱的電信號。電信號經(jīng)信號輸入模塊傳入信號放大模塊中，經(jīng)信號放大模塊將電信號放大后再經(jīng)信號過濾模塊的帶通濾波電路選擇性的濾出我們所需要的信號，經(jīng)顯示器模塊將我們所需要的信號繪制成為圖像經(jīng)顯示屏7進(jìn)行顯示。最后使用者可以將此信號的圖像存入儀器內(nèi)存儲(chǔ)器(可采用內(nèi)存卡5)中，以便于分析的需要，儀器主體上還設(shè)有電源充電插孔6、電源指示燈8便于沖電和顯示電源狀態(tài)。
[0015]本實(shí)用新型的電路的工作原理是:
[0016]圖5電源電路中的AC端接220V、50HZ交流電，將7、8端分別與圖3中放大電路的VCC端、4端連接。220V交流電經(jīng)電源模塊中的整流、濾波、穩(wěn)壓環(huán)節(jié)后得到符合儀器工作的直流電壓，以此實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的供電。再將圖3中的3、4端分別與圖4中的5端、地連接。當(dāng)檢測信號從圖3中的1、2端輸入經(jīng)分壓式偏置放大電路Ql放大后由射極輸出器Q2輸出，再經(jīng)濾波電路圖4過濾后最終信號由6端輸出。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型接上電源后聽頭與零件接觸時(shí)，通過對信號的放大，濾波后便可得到機(jī)械零件的固有頻率信號?？梢栽诤艽蟪潭壬暇_的把故障描述出來，做到了可視化。
[0019]本實(shí)用新型能為使用者提供了方便，并克服了傳統(tǒng)的零件失效檢測儀只能靠聽的方式來判斷故障和不便于攜帶的弊端，較好的為故障的分析提供了可視化的依據(jù)，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[〇〇2〇]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖2是聽頭的全剖圖；[〇〇22]圖3是信號放大模塊電路原理圖；[〇〇23]圖4是信號過濾模塊電路原理圖；[〇〇24]圖5是電源模塊電路原理圖。
[0025]圖1-2中各標(biāo)號:1_聽頭，2-信號輸入線，3-聽診器插頭，4-聽診器插孔，5-內(nèi)存卡， 6_電源充電插孔，7-顯示屏，8-電源指示燈，9-保護(hù)網(wǎng)，10-光滑金屬拋物面，11-振動(dòng)片/支架，12-壓電感應(yīng)片，13-半球聽頭外殼?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0027]實(shí)施例1:如圖1-5所示，一種便攜式可視化零件失效檢測儀，包括聽診器部分，儀器主體兩大部分；
[0028]所述聽診器部分包括聽頭1、聽診器插頭3;聽頭1通過信號輸入線與聽診器插頭3 連接，聽診器部分的聽診器插頭3與儀器主體的聽診器插孔4連接，
[0029]所述聽頭1包括光滑金屬拋物面10、振動(dòng)片11、壓電感應(yīng)片12、半球聽頭外殼13;光滑金屬拋物面10鑲嵌于半球聽頭外殼13內(nèi)，振動(dòng)片11安置于光滑金屬拋物面10的焦點(diǎn)上， 壓電感應(yīng)片12置于振動(dòng)片11上，
[0030]所述儀器主體包括信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊和電源模塊，信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊依次連接，聽診器插孔4與信號輸入模塊連接。[0031 ]實(shí)施例2:如圖1-5所示，一種便攜式可視化零件失效檢測儀，包括聽診器部分，儀器主體兩大部分；
[0032]所述聽診器部分包括聽頭1、聽診器插頭3;聽頭1通過信號輸入線與聽診器插頭3 連接，聽診器部分的聽診器插頭3與儀器主體的聽診器插孔4連接，
[0033]所述聽頭1包括光滑金屬拋物面10、振動(dòng)片11、壓電感應(yīng)片12、半球聽頭外殼13;光滑金屬拋物面10鑲嵌于半球聽頭外殼13內(nèi)，振動(dòng)片11安置于光滑金屬拋物面10的焦點(diǎn)上， 壓電感應(yīng)片12置于振動(dòng)片11上，[〇〇34]所述儀器主體包括信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊和電源模塊，信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊依次連接，聽診器插孔4與信號輸入模塊連接。
[0035]所述聽診器部分還包括保護(hù)網(wǎng)9,保護(hù)網(wǎng)9安裝在聽頭口處。
[0036]實(shí)施例3:如圖1-5所示，一種便攜式可視化零件失效檢測儀，本實(shí)施例與實(shí)施例2 相同，其中:[〇〇37] 所述信號放大模塊包括有電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、電容(:1、02、03、04、三極管 Q1、Q2;電容C1的一端與電源連接，C1的另一端分別與三極管Q1的基極、電阻R1、R2的一端連接，電阻R2的另一端接地，電阻R1的另一端分別與電源、電阻R3、R5的一端、三極管Q2的集電極連接，電阻R3的另一端分別與電容C3的一端、三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的發(fā)射極分別與電阻R4的一端、電容C2的一端連接，電阻R4另一端、電容C2的另一端接地；電容C3的另一端分別與電阻R5的另一端、三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極分別與電阻R7的一端、電容C4的一端連接，電阻R7的另一端接地，電容C4的另一端接電阻R6的一端，電阻R6
的另一端接地。
[0038]實(shí)施例4:如圖1-5所示，一種便攜式可視化零件失效檢測儀，本實(shí)施例與實(shí)施例3相同，其中:
[0039]所述信號過濾模塊包括電阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、電容05工6、運(yùn)算放大器1]1;電阻R8的一端與電源相連，另一端分別與電容C5的一端、電容C6的一端、電阻Rl I的一端相連，電容C5的另一端接地;電阻Rll的另一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端；電容C6的另一端分別接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地；電阻RlO的一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端，另一端分別接電阻R9的一端和運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，電阻R9的另一端接地。
[0040]實(shí)施例5:如圖1-5所示，一種便攜式可視化零件失效檢測儀，包括聽診器部分，儀器主體兩大部分；
[0041 ]所述聽診器部分包括聽頭1、聽診器插頭3;聽頭I通過信號輸入線與聽診器插頭3連接，聽診器部分的聽診器插頭3與儀器主體的聽診器插孔4連接，
[0042]所述聽頭I包括光滑金屬拋物面10、振動(dòng)片11、壓電感應(yīng)片12、半球聽頭外殼13;光滑金屬拋物面10鑲嵌于半球聽頭外殼13內(nèi)，振動(dòng)片11安置于光滑金屬拋物面10的焦點(diǎn)上，壓電感應(yīng)片12置于振動(dòng)片11上，
[0043]所述儀器主體包括信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊和電源模塊，信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊依次連接，聽診器插孔4與信號輸入模塊連接。
[0044]所述聽診器部分還包括保護(hù)網(wǎng)9，保護(hù)網(wǎng)9安裝在聽頭口處。
[0045]所述信號放大模塊包括有電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、電容(:1工2、03工4、三極管Ql、Q2;電容Cl的一端與電源連接，Cl的另一端分別與三極管Ql的基極、電阻R1、R2的一端連接，電阻R2的另一端接地，電阻Rl的另一端分別與電源、電阻R3、R5的一端、三極管Q2的集電極連接，電阻R3的另一端分別與電容C3的一端、三極管Ql的集電極連接，三極管Ql的發(fā)射極分別與電阻R4的一端、電容C2的一端連接，電阻R4另一端、電容C2的另一端接地；電容C3的另一端分別與電阻R5的另一端、三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極分別與電阻R7的一端、電容C4的一端連接，電阻R7的另一端接地，電容C4的另一端接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接地。
[0046]所述信號過濾模塊包括電阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、電容05工6、運(yùn)算放大器1]1;電阻R8的一端與電源相連，另一端分別與電容C5的一端、電容C6的一端、電阻Rl I的一端相連，電容C5的另一端接地;電阻Rll的另一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端；電容C6的另一端分別接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地；電阻RlO的一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端，另一端分別接電阻R9的一端和運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，電阻R9的另一端接地。
[0047 ] 所述電源模塊包括整流模塊BR 1、二極管D1、電阻R13、R14、R15、R16、穩(wěn)壓管D2、電容C7、C8、C9、C10、三極管Q3、Q4、Q5、可調(diào)電阻RV1;220V電源接整流模塊BRl的交流側(cè)，整流模塊BRl的+端分別接電容C7的正端、二極管Dl的陽極、三極管Q3的集電極;整流模塊BRl的-端接地；電容C7的負(fù)端接地;二極管D1的陰極分別接電容C8的+端、電阻R13的一端、電阻R14 的一端；電容C8的負(fù)端接地；電阻R13的另一端接三極管Q4的集電極;三極管Q4的發(fā)射極接三極管Q3的基極，三極管Q4的基極接地；電阻R14的另一端接三極管Q5的集電極，三極管Q5 的發(fā)射極接穩(wěn)壓管D2的陰極，穩(wěn)壓管D2的陽極接地;三極管Q5的基極接可調(diào)電阻RV1的可調(diào)端;三極管Q3的發(fā)射極分別接電阻R15的一端、電容C9、電容C10的+端；電容C9、電容C10的-端接地；電阻R15的另一端接可調(diào)電阻RV1的一端;可調(diào)電阻RV1的另一端接電阻R16的一端， 電阻R16的另一端接地。
[0048]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式可視化零件失效檢測儀，其特征在于:包括聽診器部分，儀器主體兩大部分； 所述聽診器部分包括聽頭(I)、聽診器插頭(3);聽頭(I)通過信號輸入線與聽診器插頭(3)連接，聽診器部分的聽診器插頭(3)與儀器主體的聽診器插孔(4)連接， 所述聽頭(I)包括光滑金屬拋物面(10)、振動(dòng)片(11)、壓電感應(yīng)片(12)、半球聽頭外殼(13);光滑金屬拋物面(10)鑲嵌于半球聽頭外殼(13)內(nèi)，振動(dòng)片(11)安置于光滑金屬拋物面(10)的焦點(diǎn)上，壓電感應(yīng)片(12)置于振動(dòng)片(11)上， 所述儀器主體包括信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊和電源模塊，信號輸入模塊、信號放大模塊、信號過濾模塊、顯示器模塊、內(nèi)存儲(chǔ)模塊依次連接，聽診器插孔(4)與信號輸入模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可視化零件失效檢測儀，其特征在于:所述聽診器部分還包括保護(hù)網(wǎng)(9)，保護(hù)網(wǎng)(9)安裝在聽頭口處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可視化零件失效檢測儀，其特征在于:所述信號放大模塊包括有電阻町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、電容(:1工2、03工4、三極管01、02;電容(:1的一端與電源連接，電容Cl的另一端分別與三極管Ql的基極、電阻Rl、R2的一端連接，電阻R2的另一端接地，電阻Rl的另一端分別與電源、電阻R3、R5的一端、三極管Q2的集電極連接，電阻R3的另一端分別與電容C3的一端、三極管Ql的集電極連接，三極管Ql的發(fā)射極分別與電阻R4的一端、電容C2的一端連接，電阻R4另一端、電容C2的另一端接地；電容C3的另一端分別與電阻R5的另一端、三極管Q2的基極連接，三極管Q2的發(fā)射極分別與電阻R7的一端、電容C4的一端連接，電阻R7的另一端接地，電容C4的另一端接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可視化零件失效檢測儀，其特征在于:所述信號過濾模塊包括電阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、電容05工6、運(yùn)算放大器1]1;電阻1?8的一端與電源相連，另一端分別與電容C5的一端、電容C6的一端、電阻RlI的一端相連，電容C5的另一端接地;電阻Rll的另一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端；電容C6的另一端分別接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地；電阻RlO的一端接運(yùn)算放大器Ul輸出端，另一端分別接電阻R9的一端和運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，電阻R9的另一端接地。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式可視化零件失效檢測儀，其特征在于:所述電源模塊包括整流模塊81?1、二極管01、電阻1?13、1?14、1?15、1?16、穩(wěn)壓管02、電容07工8、09、(:10、三極管Q3、Q4、Q5、可調(diào)電阻RVl; 220V電源接整流模塊BRl的交流側(cè)，整流模塊BRl的+端分別接電容C7的正端、二極管DI的陽極、三極管Q3的集電極;整流模塊BRl的-端接地；電容C7的負(fù)端接地;二極管DI的陰極分別接電容C8的+端、電阻Rl3的一端、電阻Rl4的一端；電容C8的負(fù)端接地；電阻R13的另一端接三極管Q4的集電極;三極管Q4的發(fā)射極接三極管Q3的基極，三極管Q4的基極接地；電阻Rl 4的另一端接三極管Q5的集電極，三極管Q5的發(fā)射極接穩(wěn)壓管D2的陰極，穩(wěn)壓管D2的陽極接地;三極管Q5的基極接可調(diào)電阻RVl的可調(diào)端;三極管Q3的發(fā)射極分別接電阻Rl 5的一端、電容C9、電容Cl O的+端；電容C9、電容Cl O的-端接地;電阻Rl 5的另一端接可調(diào)電阻RVl的一端;可調(diào)電阻RVl的另一端接電阻R16的一端，電阻R16的另一端接地。
【文檔編號】G01H11/08GK205580713SQ201620048383
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】李映杰, 吳濤
【申請人】昆明理工大學(xué)