專利名稱：一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能 無線監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)子設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測裝置對于轉(zhuǎn)子設(shè)備十分重要，通過狀態(tài)監(jiān)測裝置可監(jiān)測轉(zhuǎn)子 設(shè)備的異常狀況，保證其良好運行、降低事故發(fā)生率、極大減少損失。但是目前常見的轉(zhuǎn)子 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測裝置都是通過安裝在軸座上的加速度傳感器或安裝在近軸位置的渦流傳感 器來監(jiān)測轉(zhuǎn)子振動、通過數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)來監(jiān)測其運行狀態(tài)的，此類裝置普遍存在以 下不足(1)安裝非常不便，有些情況下監(jiān)測設(shè)備的安裝甚至?xí)绊懺O(shè)備的正常工作，而且 加速度傳感器和渦流傳感器等監(jiān)測傳感器的安裝要求非常嚴格，難度很高；( 監(jiān)測設(shè)備 需要專門的電源供電，在設(shè)備狀態(tài)明顯良好的情況下，耗費了大量不必要的能源；(3)通過 監(jiān)測傳感器得到的信號需要專門設(shè)備經(jīng)行調(diào)理、計算和分析，才能得到轉(zhuǎn)子設(shè)備的異常振 動信息，過程復(fù)雜；(4)需要定期對監(jiān)測傳感器、調(diào)理分析設(shè)備進行維護，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自 供能無線監(jiān)測裝置，能夠回收設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的振動能量，并以此驅(qū)動自身工作，無需 供電及額外的監(jiān)測傳感器和調(diào)理設(shè)備，有異常狀態(tài)監(jiān)控、振動量采集功能，同時具有安裝方 便、免于維護且成本低廉的優(yōu)點。為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，包括壓電模塊1、回收控制電路2和 無線模塊3，壓電模塊1和回收控制電路2連接，回收控制電路2和無線模塊3連接。所述的壓電模塊1包括狀態(tài)監(jiān)測單元4和能量回收單元5，狀態(tài)監(jiān)測單元4和能 量回收單元5均由金屬-壓電陶瓷復(fù)合材料構(gòu)成，狀態(tài)監(jiān)測單元4僅由一個復(fù)合材料單體 構(gòu)成，能量回收單元5由至少三個復(fù)合材料單體并聯(lián)而成，狀態(tài)監(jiān)測單元4位于振動核心位 置，能量回收單元5以狀態(tài)監(jiān)測單元4為中心，呈中心對稱分布，所述的金屬-壓電陶瓷復(fù) 合材料是由兩片銅片或其他金屬片與夾在其中間的壓電陶瓷復(fù)合而成的材料。所述的回收控制電路2包括狀態(tài)監(jiān)測電路6、振動采集電路7、能量回收電路8、穩(wěn) 壓電路9和控制芯片10，狀態(tài)監(jiān)測單元4的輸出端和狀態(tài)監(jiān)測電路6的輸入端及振動采集 電路7的信號輸入端連接，狀態(tài)監(jiān)測電路6和振動采集電路7的輸出端分別與控制芯片10 的第一中斷引腳和第一 A/D引腳相連，能量回收單元5的輸出端和能量回收電路8的能量 輸入端連接，能量回收電路8的供能輸出端和穩(wěn)壓電路9的輸入端連接，穩(wěn)壓電路9的輸出 端和控制芯片10的電源引腳連接，能量回收電路8的控制信號輸出端和能量狀態(tài)輸出端分 別和控制芯片10的第二中斷引腳和第二 A/D引腳連接，控制芯片10輸出的第一控制引腳、 第一控制引腳分別和振動采集電路7的控制輸入端和能量回收電路8的控制輸入端連接，控制芯片10與無線模塊3通過標準接口連接。所述的能量回收電路8包括帶有電感的雙向電子開關(guān)11、全橋整流電路12、電流 監(jiān)控器13、超級電容14、參考電壓產(chǎn)生電路15、比較器16、高邊驅(qū)動電路17，能量回收單元 5兩個輸出端同時連接到帶有電感的雙向電子開關(guān)11兩端和全橋整流電路12輸入端，全橋 整流電路12正輸出端通過電流監(jiān)控器13連接到超級電容14和穩(wěn)壓電路9正輸入端，電流 監(jiān)控器13的輸出直接連接到控制芯片10的第二 A/D引腳，穩(wěn)壓電路9的輸出端同時連接 到參考電壓產(chǎn)生電路15的輸入端和控制芯片10的電源引腳，電流監(jiān)控器12、參考電壓產(chǎn)生 電路15的輸出端分別連接至比較器16的同相和反相輸入端，比較器16的輸出端連接到控 制芯片10的第二中斷引腳，控制芯片10輸出的第二控制引腳連接到高邊驅(qū)動電路17的輸 入端，高邊驅(qū)動電路17的輸出端連接到帶有電感的雙向電子開關(guān)11的控制輸入端，超級電 容14、穩(wěn)壓電路9、參考電壓產(chǎn)生電路15、控制芯片10的負極均接地。所述的狀態(tài)監(jiān)測電路6由全橋整流電路18、峰值檢測電路19和比較電路20組成， 狀態(tài)監(jiān)測單元4的輸出端連接到全橋整流電路18的輸入端，全橋整流電路18輸出端連接 到峰值檢測電路19的輸入端，峰值檢測電路19的輸出端輸入到比較電路20的輸入端，比 較電路20輸出和控制芯片10的第一中斷引腳連接。所述的振動采集電路7由電子開關(guān)21、全橋整流電路22和調(diào)理電路23組成，狀態(tài) 監(jiān)測單元4的輸出端通過電子開關(guān)21連接到全橋整流電路22的輸入端，全橋整流電路22 的輸出端連接到調(diào)理電路23的輸入端，調(diào)理電路23的輸出端連接到控制芯片10的第一 A/ D引腳，控制芯片10輸出的第一控制引腳連接到電子開關(guān)21的控制輸入端。本發(fā)明的工作原理為本裝置安裝于轉(zhuǎn)子設(shè)備振動特征明顯的地基中，轉(zhuǎn)子設(shè)備運行時，會產(chǎn)生周期性 的壓力作用于設(shè)備地基，從而作用于壓電模塊1中由金屬-壓電陶瓷復(fù)合材料組成的狀態(tài) 監(jiān)測單元4和能量回收單元5上，從而將振動信息及振動能量轉(zhuǎn)化為電壓信號和電能輸出， 能量回收單元5由多個復(fù)合材料單體組成，能夠在振動作用下產(chǎn)生較多的電能并通過控制 芯片10控制的能量回收電路8進行最大限度的回收，并將能量存儲在超級電容14中，供控 制芯片10和無線模塊3正常工作使用。狀態(tài)監(jiān)測單元4根據(jù)設(shè)備的振動情況來感知其工作狀態(tài)，設(shè)備的振動峰值通過狀 態(tài)監(jiān)測電路6的峰值檢測電路19進行檢測，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，振動峰值急劇增大，比較電 路20輸出由低電平轉(zhuǎn)為高電平并持續(xù)保持高電平，觸發(fā)控制芯片10產(chǎn)生中斷，啟動無線模 塊3發(fā)出表示設(shè)備故障的無線信號；故障消除后，狀態(tài)監(jiān)測電路6輸出再由高電平轉(zhuǎn)為低電 平，控制芯片10不再發(fā)出警報信號，恢復(fù)正常工作。在需要對設(shè)備運行狀態(tài)進行評估而需 進行振動量采集時，可通過外部無線設(shè)備向裝置發(fā)送采集指令，控制芯片10根據(jù)無線模塊 3收到的指令閉合電子開關(guān)21，從而啟動平時處于關(guān)閉狀態(tài)的振動采集電路7，狀態(tài)監(jiān)測單 元4感知到的設(shè)備雙極性振動信號通過全橋整流電路22和調(diào)理電路23轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩酒?0 電壓采集范圍內(nèi)的單極性的半波振動信號進行A/D采集并通過無線模塊3進行發(fā)送。本發(fā)明安裝于轉(zhuǎn)子設(shè)備地基中，無需外接傳感器和信號調(diào)理設(shè)備，因此不會對設(shè) 備的正常工作產(chǎn)生影響；裝置通過設(shè)備振動產(chǎn)生的振動能量驅(qū)動自身工作無需外接電源， 而且由于采用位于地基受壓的壓電狀態(tài)監(jiān)測單元感受振動，壽命長且不存在使用振動傳感 器監(jiān)測裝置存在的定期維護問題；裝置不僅能夠?qū)υO(shè)備異常狀態(tài)進行預(yù)警，而且可以通過外部無線裝置喚醒控制芯片進行振動量采集，對設(shè)備運行狀態(tài)進行評估，簡單便捷且成本 低廉，對于轉(zhuǎn)子設(shè)備正常運行、降低損失和維護成本有重要意義。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2為本發(fā)明壓電模塊1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明能量回收電路8的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖4為本發(fā)明狀態(tài)監(jiān)測電路6和振動采集電路7的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖5為本發(fā)明的控制流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。參照圖1，一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，包括壓電模塊1、回收控 制電路2和無線模塊3，壓電模塊1和回收控制電路2連接，回收控制電路2和無線模塊3 連接。參照圖2，所述的壓電模塊1由狀態(tài)監(jiān)測單元4和能量回收單元5組成，分別用 于監(jiān)測設(shè)備振動狀態(tài)和提供裝置工作所需電能，二者均由金屬-壓電陶瓷復(fù)合材料單體構(gòu) 成，形狀可以是鈸型、帶有狹縫的鈸型或鼓型，狀態(tài)監(jiān)測單元4與能量回收單元5各自獨立， 其中狀態(tài)監(jiān)測單元4僅包含一個單體，位于壓電模塊1中心，能非常有效感受設(shè)備振動，其 特點是輸出電荷量較大而輸出電壓較低，方便調(diào)理且符合控制芯片10的A/D采集對電壓的 要求，同時又有較高的振動測量靈敏度；能量回收單元5由至少兩個單體并聯(lián)而成，均衡地 分布在狀態(tài)監(jiān)測單元4周圍，以狀態(tài)監(jiān)測單元4為中心呈中心對稱分布，使設(shè)備運行過程中 產(chǎn)生的振動作用能夠更好地作用于狀態(tài)監(jiān)測單元4，同時對瞬時的沖擊干擾有一定的削弱 作用，保證振動信號能夠很好地傳遞到狀態(tài)監(jiān)測單元4，輸出準確表征設(shè)備振動的電信號， 提高振動監(jiān)測精度，使用金屬-壓電陶瓷復(fù)合材料，有效放大了作用在復(fù)合材料中壓電材 料上的作用力，能量回收單元5的均衡分布，使組成它的單體輸出能量有較好的一致性，從 而高效回收設(shè)備振動產(chǎn)生的能量。壓電陶瓷材料硬度高，裝置工作時金屬-壓電陶瓷復(fù)合 材料單體內(nèi)部的應(yīng)力在0. 3MPa以內(nèi)，變形微小，使得裝置的安裝不會對轉(zhuǎn)子設(shè)備的正常工 作產(chǎn)生影響。所述的回收控制電路2包括狀態(tài)監(jiān)測電路6、振動采集電路7、能量回收電路8、穩(wěn) 壓電路9和控制芯片10，狀態(tài)監(jiān)測單元4的輸出端和狀態(tài)監(jiān)測電路6的輸入端及振動采集 電路7的信號輸入端連接，狀態(tài)監(jiān)測電路6和振動采集電路7的輸出端分別與控制芯片10 的第一中斷引腳和第一 A/D引腳相連，能量回收單元5的輸出端和能量回收電路8的能量 輸入端連接，能量回收電路8的供能輸出端和穩(wěn)壓電路9的輸入端連接，穩(wěn)壓電路9的輸出 端和控制芯片10的電源引腳連接，能量回收電路8的控制信號輸出端和能量狀態(tài)輸出端分 別和控制芯片10的第二中斷引腳和第二 A/D引腳連接，控制芯片10輸出的第一控制引腳、 第一控制引腳分別和振動采集電路7的控制輸入端和能量回收電路8的控制輸入端連接， 控制芯片10與無線模塊3通過標準接口連接，設(shè)備振動能量通過能量回收單元5產(chǎn)生交流 電壓信號，經(jīng)過能量回收電路8轉(zhuǎn)為直流電壓，并通過穩(wěn)壓電路9產(chǎn)生標準電壓供回收控制電路2及無線模塊3工作使用，控制芯片10根據(jù)能量回收電路8輸入的能量狀態(tài)信號和控 制信號控制能量回收電路8的工作方式，以最大回收效率回收振動能量。參照圖3，所述的能量回收電路8包括全橋整流電路12、超級電容14、電流監(jiān)控器 13、參考電壓產(chǎn)生電路15、比較器16、高邊驅(qū)動電路17及帶有電感的雙向電子開關(guān)11，能量 回收單元5兩個輸出端同時連接到帶有電感的雙向電子開關(guān)11兩端和全橋整流電路12輸 入端，全橋整流電路12正輸出端通過電流監(jiān)控器13連接到超級電容14和穩(wěn)壓電路9正輸 入端，電流監(jiān)控器13的輸出直接連接到控制芯片10的第二 A/D引腳，穩(wěn)壓電路9的輸出端 同時連接到參考電壓產(chǎn)生電路15的輸入端和控制芯片10的電源引腳，電流監(jiān)控器12、參考 電壓產(chǎn)生電路15的輸出端分別連接至比較器16的同相和反相輸入端，比較器16的輸出端 連接到控制芯片10的第二中斷引腳，控制芯片10輸出的第二控制引腳連接到高邊驅(qū)動電 路17的輸入端，高邊驅(qū)動電路17的輸出端連接到帶有電感的雙向電子開關(guān)11的控制輸入 端，超級電容14、穩(wěn)壓電路9、參考電壓產(chǎn)生電路15、控制芯片10的負極均接地。參照圖4，所述的狀態(tài)監(jiān)測電路6由全橋整流電路18、峰值檢測電路19和比較電 路20組成，狀態(tài)監(jiān)測單元4的輸出端連接到全橋整流電路18的輸入端，全橋整流電路18 輸出端連接到峰值檢測電路19的輸入端，峰值檢測電路19的輸出端輸入到比較電路20的 輸入端，比較電路20輸出和控制芯片10的第一中斷引腳連接。參照圖4，所述的振動采集電路7由電子開關(guān)21、全橋整流電路22和調(diào)理電路23 組成，狀態(tài)監(jiān)測單元4的輸出端通過電子開關(guān)21連接到全橋整流電路22的輸入端，全橋整 流電路22的輸出端連接到調(diào)理電路23的輸入端，調(diào)理電路23的輸出端連接到控制芯片10 的第一 A/D引腳，控制芯片10輸出的第一控制引腳連接到電子開關(guān)21的控制輸入端，通常 情況下控制芯片10斷開電子開關(guān)21，電路不工作，只有在需要進行振動量采集時，電子開 關(guān)21才會閉合啟動振動采集電路7進行工作。本發(fā)明的工作原理為本裝置安裝于轉(zhuǎn)子設(shè)備振動特征明顯的地基中，轉(zhuǎn)子設(shè)備運行時，會產(chǎn)生周期性 的壓力作用于設(shè)備地基，從而作用于壓電模塊1中由金屬-壓電陶瓷復(fù)合材料組成的狀態(tài) 監(jiān)測單元4和能量回收單元5上，從而將振動信息及振動能量轉(zhuǎn)化為電壓信號和電能輸出， 能量回收單元5由多個復(fù)合材料單體組成，能夠在振動作用下產(chǎn)生較多的電能并通過控制 芯片10控制的能量回收電路8進行最大限度的回收，并將能量存儲在超級電容14中，供控 制芯片10和無線模塊3正常工作使用。參照圖5，在轉(zhuǎn)子設(shè)備正常工作時，振動量平穩(wěn)且基本穩(wěn)定，不會產(chǎn)生較為劇烈的 振動，通過狀態(tài)監(jiān)測單元4產(chǎn)生的電壓值也處于正常水平，狀態(tài)監(jiān)測電路6輸入到控制芯片 10的信號持續(xù)為低電平，不產(chǎn)生故障中斷信號，此時能量回收電路8以2倍于轉(zhuǎn)子設(shè)備旋轉(zhuǎn) 頻率產(chǎn)生SSHI控制中斷請求，當(dāng)電流監(jiān)控器13輸出的表征輸出電流的信號足夠大且超級 電容14儲能充足時，控制芯片10適時短暫閉合帶有電感的雙向電子開關(guān)11進行SSHI控 制，同時在中斷中，控制芯片10也將表征轉(zhuǎn)子設(shè)備運行正常的無線信號發(fā)出，之后進入低 功耗休眠模式。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)偏心、碰磨、喘振等異常狀態(tài)時，振動強度明顯增加，作用于狀態(tài)監(jiān)測 單元4的振動明顯加強，從而使其產(chǎn)生的電壓峰值明顯大于正常情況下的電壓峰值，狀態(tài) 監(jiān)測電路6的峰值檢測電路19得到此時的高電壓峰值，與參考電壓在比較電路20進行比較，由于此時電壓峰值高于參考電壓值，與控制芯片10相連的輸入端即產(chǎn)生上升沿跳變并 持續(xù)高電平。上升沿觸發(fā)控制芯片10產(chǎn)生故障中斷，從休眠狀態(tài)被喚醒后以高速高功率發(fā) 出表征設(shè)備出現(xiàn)異常狀況的無線信號，警示需要進行故障排除，防止事故發(fā)生，產(chǎn)生損失， 并不斷檢測狀態(tài)監(jiān)測電路6是否持續(xù)保持高電平，如果持續(xù)高電平，將持續(xù)發(fā)出無限警報 信號。在任何情況下，故障中斷擁有最高的中斷優(yōu)先級，發(fā)生故障中斷后立即發(fā)送表征設(shè)備 出現(xiàn)異常狀況的無線信號。在設(shè)備停機或者監(jiān)測維修進行故障排除后，狀態(tài)監(jiān)測電路6輸 入到控制芯片10的信號又轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，控制芯片檢測到低電平后，停止發(fā)送故障信號， 進入正常休眠狀態(tài)。在設(shè)備運行一段時間后需要對設(shè)備運行狀態(tài)進行評估時，可利用外部無線裝置發(fā) 送表征振動采集的數(shù)字信息至該裝置，控制芯片10接收到無線信號后產(chǎn)生無線采集中斷， 立即從休眠模式進入工作模式。為了盡量減少作用于能量回收單元5的并聯(lián)SSHI控制方 法對振動采集的影響，控制芯片關(guān)閉SSHI控制功能，能量回收電路8進入標準的全橋整流 回收電路進行能量回收，同時閉合電子開關(guān)21將振動采集電路7與狀態(tài)監(jiān)測單元4連通， 狀態(tài)監(jiān)測單元感知的振動信號經(jīng)過全橋整流電路22進行極性轉(zhuǎn)化后經(jīng)調(diào)理電路23轉(zhuǎn)變?yōu)?控制芯10A/D采樣轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)的電壓進行高速A/D采集并通過無線發(fā)送，其采集到的信號 為半波振動信號，正半周相負半周間隔但均以正半周表現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，控制芯片10 再次啟用SSHI控制功能并斷開電子開關(guān)，關(guān)閉振動采集電路7后進入休眠。附圖中壓電模塊1 ；回收控制電路2 ；無線模塊3 ；狀態(tài)監(jiān)測單元4 ；能量回收單元 5 ；狀態(tài)監(jiān)測電路6 ；振動采集電路7 ；能量回收電路8 ；穩(wěn)壓電路9 ；控制芯片10 ；雙向電子 開關(guān)11 ；全橋整流電路12 ；電流監(jiān)控器13 ；超級電容14 ；參考電壓產(chǎn)生電路15 ；比較器16 ； 高邊驅(qū)動電路17 ；全橋整流電路18 ；峰值檢測電路19 ；比較電路20 ；電子開關(guān)21 ；全橋整 流電路22 ；調(diào)理電路23。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，包括壓電模塊(1)、回收控制電路(2) 和無線模塊(3)，其特征在于壓電模塊⑴和回收控制電路(2)連接，回收控制電路(2)和 無線模塊C3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，其特征在于 所述的壓電模塊⑴包括狀態(tài)監(jiān)測單元⑷和能量回收單元(5)，狀態(tài)監(jiān)測單元(4)和能 量回收單元( 均由金屬-壓電陶瓷復(fù)合材料構(gòu)成，狀態(tài)監(jiān)測單元(4)僅由一個復(fù)合材料 單體構(gòu)成，能量回收單元(5)由至少三個復(fù)合材料單體并聯(lián)而成，狀態(tài)監(jiān)測單元(4)位于 振動核心位置，能量回收單元(5)以狀態(tài)監(jiān)測單元(4)為中心，呈中心對稱分布，所述的金 屬-壓電陶瓷復(fù)合材料是由兩片銅片或其他金屬片與夾在其中間的壓電陶瓷復(fù)合而成的 材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，其特征在于 所述的回收控制電路( 包括狀態(tài)監(jiān)測電路(6)、振動采集電路(7)、能量回收電路(8)、穩(wěn) 壓電路(9)和控制芯片(10)，狀態(tài)監(jiān)測單元(4)的輸出端和狀態(tài)監(jiān)測電路(6)的輸入端及 振動采集電路(7)的信號輸入端連接，狀態(tài)監(jiān)測電路(6)和振動采集電路(7)的輸出端分 別與控制芯片(10)的第一中斷引腳和第一 A/D引腳相連，能量回收單元( 的輸出端和能 量回收電路⑶的能量輸入端連接，能量回收電路⑶的供能輸出端和穩(wěn)壓電路(9)的輸 入端連接，穩(wěn)壓電路(9)的輸出端和控制芯片(10)的電源引腳連接，能量回收電路⑶的 控制信號輸出端和能量狀態(tài)輸出端分別和控制芯片(10)的第二中斷引腳和第二 A/D引腳 連接，控制芯片(10)輸出的第一控制引腳、第一控制引腳分別和振動采集電路(7)的控制 輸入端和能量回收電路(8)的控制輸入端連接，控制芯片(10)與無線模塊C3)通過標準接 口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，其特征在于 所述的能量回收電路⑶包括全橋整流電路(12)、超級電容(14)、電流監(jiān)控器(13)、參考電 壓產(chǎn)生電路(15)、比較器(16)、高邊驅(qū)動電路(17)及帶有電感的雙向電子開關(guān)(11)，能量 回收單元( 兩個輸出端同時連接到帶有電感的雙向電子開關(guān)(11)兩端和全橋整流電路 (12)輸入端，全橋整流電路(1 正輸出端通過電流監(jiān)控器(1 連接到超級電容(14)和穩(wěn) 壓電路(9)正輸入端，電流監(jiān)控器(13)的輸出直接連接到控制芯片(10)的第二 A/D引腳， 穩(wěn)壓電路(9)的輸出端同時連接到參考電壓產(chǎn)生電路(15)的輸入端和控制芯片(10)的電 源引腳，電流監(jiān)控器(1 、參考電壓產(chǎn)生電路(1 的輸出端分別連接至比較器(16)的同相 和反相輸入端，比較器(16)的輸出端連接到控制芯片(10)的第二中斷引腳，控制芯片(10) 輸出的第二控制引腳連接到高邊驅(qū)動電路(17)的輸入端，高邊驅(qū)動電路(17)的輸出端連 接到帶有電感的雙向電子開關(guān)(11)的控制輸入端，超級電容(14)、穩(wěn)壓電路(9)、參考電壓 產(chǎn)生電路(15)、控制芯片(10)的負極均接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，其特征在于 所述的狀態(tài)監(jiān)測電路(6)由全橋整流電路(18)、峰值檢測電路(19)和比較電路00)組成， 狀態(tài)監(jiān)測單元⑷的輸出端連接到全橋整流電路(18)的輸入端，全橋整流電路(18)輸出 端連接到峰值檢測電路(19)的輸入端，峰值檢測電路(19)的輸出端輸入到比較電路00) 的輸入端，比較電路00)輸出和控制芯片(10)的第一中斷引腳連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，其特征在于所述的振動采集電路⑵由電子開關(guān)(21)、全橋整流電路02)和調(diào)理電路03)組成，狀態(tài) 監(jiān)測單元的輸出端通過電子開關(guān)連接到全橋整流電路0 的輸入端，全橋整流 電路02)的輸出端連接到調(diào)理電路03)的輸入端，調(diào)理電路03)的輸出端連接到控制芯 片(10)的第一 A/D引腳，控制芯片(10)輸出的第一控制引腳連接到電子開關(guān)的控制 輸入端。
全文摘要
一種轉(zhuǎn)子設(shè)備的埋入式自供能無線監(jiān)測裝置，包括壓電模塊，壓電模塊和回收控制電路連接，回收控制電路和無線模塊連接，本裝置安裝于轉(zhuǎn)子設(shè)備振動特征明顯的地基中，轉(zhuǎn)子設(shè)備運行時，會產(chǎn)生周期性的壓力作用于壓電模塊，再經(jīng)過回收控制電路變?yōu)閱螛O性的半波振動信號進行A/D采集并通過無線模塊進行發(fā)送，本發(fā)明能夠回收設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的振動能量，并以此驅(qū)動自身工作，無需供電及額外的監(jiān)測傳感器和調(diào)理設(shè)備，有異常狀態(tài)監(jiān)控、振動量采集功能，同時具有安裝方便、免于維護且成本低廉的優(yōu)點。
文檔編號H02N2/18GK102147283SQ201010603480
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者任曉龍, 曹軍義, 曹秉剛 申請人:西安交通大學(xué)