專利名稱：用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及工業(yè)設(shè)備的振動信號檢測技術(shù)， 特別是一種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置。
背景技術(shù)：
通過對機械設(shè)備的振動進行定期監(jiān)測和分析，可以獲知設(shè)備的工作狀 態(tài)，這種操作對工業(yè)企業(yè)設(shè)備的安全、高效運行非常重要?，F(xiàn)有技術(shù)中， 利用振動傳感器來檢測振動信號，振動傳感器需要通過導(dǎo)線連接到數(shù)據(jù)采
集儀上，采集完畢振動信號后，又需要將采集的數(shù)據(jù)通過USB或其它有線 方式傳輸?shù)接嬎銠C中保存。這種信號采集方式要求固定采集點，不能移動， 不適合高危險工作區(qū)域，同時數(shù)據(jù)采集儀成本較高，不方便升級
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置， 所述的這種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置要解決現(xiàn)有技術(shù)中不能 在移動環(huán)境中采集振動信號數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集儀成本較高且不方便升級的技 術(shù)問題。
本實用新型的這種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置由振動傳感 器、無線信號采集器、智能手機和計算機構(gòu)成，所述的智能手機中設(shè)置有 無線局域網(wǎng)絡(luò)接口，其中，所述的無線信號采集器由前置信號處理電路、 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路構(gòu)成，所述的前置 信號處理電路與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述的IP包 封裝電路連接，IP包封裝電路與所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路連接，所述 的振動傳感器通過信號導(dǎo)線與前置信號處理電路連接，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口 電路與智能手機中的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口通過無線局域網(wǎng)絡(luò)連接，智能手機 通過無線局域網(wǎng)絡(luò)接口、或者通訊接口電路與所述的計算機連接，或者智 能手機通過外置存儲卡向計算機傳遞采集到的數(shù)據(jù)，前置信號處理電路中設(shè)置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路，前置信號處 理電路對來自振動傳感器的模擬振動信號進行放大、濾波、積分、自動增 益處理，然后傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對模擬振動信號進行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，然后向IP包封裝電路輸出數(shù)字振動信號，所述的IP包封裝電路
中設(shè)置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設(shè)置有符合TCP/IP協(xié)議的封
裝程序，IP包封裝電路通過處理器將數(shù)字振動信號轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包并向 無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路傳送，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路將IP數(shù)據(jù)包通過無 線局域網(wǎng)絡(luò)傳遞到智能手機中，使用者可當場在手機屏幕...匕查看到設(shè)備的 振動波形和頻譜，并可存儲在手機上，回到辦公區(qū)后，司'將振動信號文件
通過無線或USB有線方式傳遞到計算機集中保存。
進一步的，所述的前置信號處理電路上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器和輸入 信號傳感器。
進一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對輸入的模擬信號進行12位模數(shù)轉(zhuǎn)換。
進一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中設(shè)置有計數(shù)器，對轉(zhuǎn)速進行精確測 量，所述的計數(shù)器的頻率是60MHz。
進一步的，所述的智能手機中設(shè)置有信號處理程序和波形頻譜顯示程序。
具體的，本實用新型中所述的振動傳感器、智能手機、計算機、信號 放大電路、濾波電路、積分電路、自動增益電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封 裝電路、處理器、存貯器、無線局域網(wǎng)絡(luò)及其接口、符合TCP/IP協(xié)議的 封裝程序、信號處理程序和波形頻譜顯示程序均采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知技 術(shù)方案，有關(guān)上述公知技術(shù)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已經(jīng)了解，在此不 再贅述。
本實用新型與已有技術(shù)相對比，其效果是積極和明顯的。本實用新型 利用無線信號采集器，安裝在設(shè)備現(xiàn)場，由無線信號采集器采集到信號后， 封裝成IP包，通過無線WLAN發(fā)送。再利用智能手機通過無線WLAN接收信號，由內(nèi)部CPU運算，進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析，并進行波形、頻譜、
幅值等各種振動參數(shù)的顯示，將波形保存后，還可通過無線方式發(fā)送到計 算機中作進一步的保存。實現(xiàn)了移動采集信號，采集人不必固定在一點，
可隨時移動，移動距離可達2G 1QG米，特別有利于高危險工作。與專用 的數(shù)據(jù)采集儀相比，手機成本低廉。隨著3G的應(yīng)用，可以更換前端采集 器中的傳輸模塊，直接通過3G通訊網(wǎng)絡(luò)實時采集振動信號，做到任何時 候，任何地點都可以任意采集。

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圖1是本實用新型一種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置的原理示 意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型一種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置， 由振動傳感器(圖中未示)、無線信號采集器l、智能手機2和計算機3 構(gòu)成，所述的智能手機2中設(shè)置有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口 (圖中未示)，其中， 所述的無線信號采集器l由前置信號處理電路ll、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12、 IP 包封裝電路13和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14構(gòu)成，所述的前置信號處理電 路11與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12與所述的IP包封 裝電路13連接，IP包封裝電路13與所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14連 接，所述的振動傳感器通過信號導(dǎo)線與前置信號處理電路ll連接，無線 局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14與智能手機2中的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口通過無線局域 網(wǎng)絡(luò)連接，智能手機2通過無線局域網(wǎng)絡(luò)接口、或者通訊接口電路與所述 的計算機3連接，或者智能手機2通過外置存儲卡向計算機3傳遞數(shù)據(jù)， 前置信號處理電路ll中設(shè)置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自 動增益電路，前置信號處理電路11對來自振動傳感器的模擬振動信號進 行放大、濾波、積分、自動增益處理，然后傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12，模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路12對模擬振動信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后向IP包封裝電路13輸 出數(shù)字振動信號，所述的IP包封裝電路13中設(shè)置有處理器和存貯器，所述的存貯器中設(shè)置有符合TCP/IP協(xié)議的封裝程序，IP包封裝電路13通過 處理器將數(shù)字振動信號轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包并向無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14傳 送，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路14將IP數(shù)據(jù)包通過無線局域網(wǎng)絡(luò)傳遞到智能 手機2中，工作人員在工業(yè)現(xiàn)場就可以借助手機的分析功能，立即查看到 振動信號的波形頻譜等參數(shù)，在釆集好數(shù)據(jù)后，可回到辦公地點，將智能 手機2采集到的數(shù)字振動信號文件傳遞到計算機3。
進一步的，所述的前置信號處理電路11上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器和 輸入信號傳感器。
進一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12對輸入的模擬信號進行12位模數(shù) 轉(zhuǎn)換。
進一步的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12中設(shè)置有計數(shù)器，對轉(zhuǎn)速進行精 確計數(shù)測量，所述的計數(shù)器的頻率是60MHz。
進一步的，所述的智能手機2中設(shè)置有信號處理程序和波形頻譜顯示 程序。
具體的，在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，
無線信號采集器1安裝在設(shè)備現(xiàn)場，配套的傳感器安裝在設(shè)備上，并 直接連接到無線信號采集器1上。由無線信號采集器l采集到信號后，封 裝成IP包，通過無線WLAN發(fā)送。
智能手機2通過無線WLAN接收信號，由內(nèi)部CPU運算，可以進行數(shù) 據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析，并進行波形、頻譜、幅值等各種振動參數(shù)的顯示。
前置信號處理電路11中，含信號的模擬濾波、放大等電路?？蛇B接8 路振動信號和2路轉(zhuǎn)速信號，并對信號進行前置處理。
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路12中，進行數(shù)字化處理。對振動信號，進行12位的AD 轉(zhuǎn)換，而對轉(zhuǎn)速信號，由其觸發(fā)捕獲計數(shù)器，計數(shù)器的頻率為60MHz，故 其捕獲精度達到G. G16us。
IP包封裝電路13中設(shè)置有軟件協(xié)議棧，將數(shù)字信號進行IP包封裝。 將轉(zhuǎn)速信號與其它信號打包。采用通用的WIFI方式，大大降低了成本。所有的信號經(jīng)數(shù)據(jù)緩沖后，由TCP/IP協(xié)議方式進行傳輸。由于采用標準 的TCP/IP協(xié)議，可以與標準的WIFI設(shè)備直接接口。
智能手機1設(shè)置有無線WIFI通訊方式。目前智能手機的CPU頻率最 低都高于200MHz，而最新的手機高達lGHz。存儲容量一般都可擴展到1G 以上，完全適合于振動信號的數(shù)字處理，因此可以對接收到的信號進行實 時分析和處理，并利用其320X240以上的分辯率顯示波形和頻譜。
計算機3在智能手機1采集到信號之后，由采集工作人員，將手機帶 到辦公地點，計算機3回收采集到的信息。
權(quán)利要求1.一種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置，由振動傳感器、無線信號采集器、智能手機和計算機構(gòu)成，所述的智能手機中設(shè)置有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口，其特征在于所述的無線信號采集器由前置信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路構(gòu)成，所述的前置信號處理電路與所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述的IP包封裝電路連接，IP包封裝電路與所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路連接，所述的振動傳感器通過信號導(dǎo)線與前置信號處理電路連接，無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路與智能手機中的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口通過無線局域網(wǎng)絡(luò)連接，智能手機通過無線局域網(wǎng)絡(luò)接口、或者USB通訊接口電路與所述的計算機連接，前置信號處理電路中設(shè)置有信號放大電路、濾波電路、積分電路和自動增益電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置，其特征在 于所述的前置信號處理電路上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器和輸入信號傳 感器。
3. 如權(quán)利要求2所述的用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置，其特征在 于所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中設(shè)置有計數(shù)器，所述的計數(shù)器的頻率是 60MHzc
專利摘要一種用智能手機實現(xiàn)的振動信號采集裝置，由振動傳感器、無線信號采集器、智能手機和計算機構(gòu)成，智能手機中設(shè)置有無線局域網(wǎng)絡(luò)接口，無線信號采集器由前置信號處理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、IP包封裝電路和無線局域網(wǎng)絡(luò)接口電路構(gòu)成，利用無線信號采集器采集信號后，封裝成IP包，通過無線WLAN發(fā)送。再利用智能手機通過無線WLAN接收信號，由內(nèi)部CPU運算，進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析，并進行波形、頻譜、幅值等各種振動參數(shù)的顯示，將波形保存后，還可發(fā)送到計算機中保存。實現(xiàn)了移動采集信號，特別有利于高危險工作地點的數(shù)據(jù)采集。與專用數(shù)據(jù)采集儀相比，手機成本低廉。隨著3G應(yīng)用，可以更換前端采集器中傳輸模塊，直接通過3G通訊網(wǎng)絡(luò)實時采集振動信號。
文檔編號G01H17/00GK201352813SQ20092006780
公開日2009年11月25日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者王國強, 盛國瑛, 龔向東 申請人:上海華陽檢測儀器有限公司