一种无线监测传感器及其无线状态监测系统

摘要

本发明公开了一种无线监测传感器及其无线状态监测系统，具体涉及设备数据检测领域，包括多组中继器，每组所述中继器对应设置有多组采集器，所述采集器与中继器之间通过无线信号连接。本发明通过采用内置加速度计传感器对两个方向的振动信号进行测量，热电阻温度传感器进行温度测量；可测量显示两个方向振动的加速度单峰值，峭度，速度真有效值和温度值；并可实时显示无线终端电池电量；无线状态监测系统可实时监测设备的振动状态、运行温度，并可随时查看历史状态趋势，可在故障发生前给出报警信息及提示，及早发现设备将要出现的潜在问题；为客户减少停机时间及维修开销；并可提前安排维修计划，保障设备安全可靠地延长运转时间，提高生产力。

说明书

技术领域

本发明涉及设备数据检测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种无线监测传感器及其无线状态监测系统。

背景技术

机械设备种类繁多，机械设备运行时，其一些部件甚至其本身可进行不同形式的机械运动。机械设备由驱动装置、变速装置、传动装置、工作装置、制动装置、防护装置、润滑系统、冷却系统等部分组成。为保证机械设备经常处于良好的技术状态，随时可以投入运行，减少故障停机日，提高机械完好率、利用率，减少机械磨损，延长机械使用寿命，降低机械运行和维修成本 确保安全生产，必须强化对机械设备的维护保养工作; 2、机械保养必须贯彻"养修并重，预防为主"的原则，做到定期保养、强制进行，正确处理使用、保养和修理的关系，不允许只用不养，只修不养; 3、各班组必须按机械保养规程、保养类别做好各类机械的保养工作，不得无故拖延，特殊情况需经分管专工批准后方可延期保养，但一般不得超过规定保养间隔期的一半; 4、 保养机械要保证质量，按规定项目和要求逐项进行，不得漏保或不保。保养项目、保养质量和保养中发现的问题应作好记录，报本部门专工；5、保养人员和保养部门应做到"三检一交(自检、互检、专职检查和一次交接合格)"，不断总结保养经验，提高保养质量; 6、资产管理部定期监督、检查各单位机械保养情况，定期或不定期抽查保养质量，并进行奖优罚劣。

但现有的机械在实际使用过程中维护保养工作多为人工操作，且在维护工作进行中往往因为漏查或检查周期较大的情况，造成机械设备在使用过程中出现润滑不当、污染、磨损、损伤的问题，这样会造成整个机械可能出现振动加剧和温度升高的现象。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种无线监测传感器及其无线状态监测系统，本发明所要解决的技术问题是：如何解决现有机械运行过程中的部件检测问题，保证数据的实时检测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无线监测传感器，包括多组中继器，每组所述中继器对应设置有多组采集器，所述采集器与中继器之间通过无线信号连接。

在一个优选地实施方式中，所述中继器设置为型号为BPY621的无线中继器，所述采集器设置为型号为BPY601的无线监测终端。

在一个优选地实施方式中，所述无线中继器和无线监测终端上均设有无线信号天线，所述无线信号天线为可拆卸设置。

在一个优选地实施方式中，所述无线中继器和无线监测终端上均设有接线口，所述无线中继器和无线监测终端通过接线口外接以太网网线。

本发明还包括无线监测传感器的无线状态监测系统，由无线监测终端、无线中继器和数据监测分析软件三部分组成，采用 B/S 软件架构；

所述无线监测终端根据设置的采集时间间隔进行振动、温度的原始数据采集，并把处理后的数据通过无线方式发送给无线中继器；

每个中继器下可接入1～100个无线监测终端，中继器通过以太网网线把收到的数据发送到上位机服务器；

所述数据监测分析软件安装在服务器内，数据监测分析软件实现所有系统内终端数据的列表、曲线显示，并提供报警、打印辅助功能。

在一个优选地实施方式中，所述上位机设置为PC，所述PC需要windowsXP或更高的版本且配备以太网接口。

在一个优选地实施方式中，所述数据监测分析软件包括测量参数实时显示、数据记录、历史趋势显示、报警信息提示、打印功能，显示类别设置为数据列表显示、实时趋势显示和历史趋势显示，显示参数：x 轴加速度峰值、x 轴峭度、x 轴速度有效值、Y 轴加速度峰值、Y 轴峭度、Y 轴速度有效值、被测设备温度、终端电池电量、报警信息。

在一个优选地实施方式中，所述用户可根据数据的趋势，进行报警限的设置修改；一般情况下可根据设备正常运行状态下的数值进行平均报警限设置，方法为以被测设备的正常工作状态的 1.5 倍作为警告值，以设备的正常工作状态的 2 倍作为报警值。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过采用内置加速度计传感器对两个方向的振动信号进行测量，热电阻温度传感器进行温度测量；可测量显示两个方向振动的加速度单峰值，峭度，速度真有效值和温度值；并可实时显示无线终端电池电量；采用2.4Ghz 频段无线通信传输数据，完美的解决了许多现场不易布线的问题；无线状态监测系统可实时监测设备的振动状态、运行温度，并可随时查看历史状态趋势，可在故障发生前给出报警信息及提示，及早发现设备将要出现的潜在问题；为客户减少停机时间及维修开销；并可提前安排维修计划，保障设备安全可靠地延长运转时间，提高生产力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的硬件组网拓扑图。

图3为本发明的软件结构示意图。

附图标记为：1中继器、2采集器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种无线监测传感器，包括多组中继器1，每组所述中继器1对应设置有多组采集器2，所述采集器2与中继器1之间通过无线信号连接。

所述中继器1设置为型号为BPY621的无线中继器，所述采集器2设置为型号为BPY601的无线监测终端，所述无线中继器和无线监测终端上均设有无线信号天线，所述无线信号天线为可拆卸设置，所述无线中继器和无线监测终端上均设有接线口，所述无线中继器和无线监测终端通过接线口外接以太网网线。

本发明还包括无线监测传感器的无线状态监测系统，由无线监测终端、无线中继器和数据监测分析软件三部分组成，采用 B/S 软件架构；

所述无线监测终端根据设置的采集时间间隔进行振动、温度的原始数据采集，并把处理后的数据通过无线方式发送给无线中继器；

无线监测终端采用2.4Ghz及其扩展频率进行无线通信，可直接安装在被测设备上，安装简单可靠，完美的解决了许多现场不易布线的难题，无需外部电源即可实现长时间实时监测，终端通过无线通信把振动及温度数据传送给无线中继器，无线中继器再通过网线把收到的数据传送给连接的服务器以实现整个数据链传送，无线通信传输的距离在无阻挡情况下最大可达2公里；无线终端采用双轴 MEMS 加速度计芯片进行振动测量，量程范围为16G，可以测量X及Y两个方向的加速度峰值、峭度、速度有效值，采用热电阻温度传感器进行温度测量；

无线监测终端的工作时间间隔分为五档，分别为15s、30s、1min、5min、

10min；如果把间隔时间设置为15s，则无线监测终端每隔15s采集一次数据并发送给无线中继器，工作时间间隔的长短决定着电池的使用寿命，时间间隔设置的越长，电池的使用寿命也随之越长，无线监测终端的工作时间间隔出厂默认值设置为 5min；下表是工作时间间隔与电池的使用寿命的近似关系；

下表为近似数据，仅供设置时参考（20℃环境温度）

数据采集时间间隔的设置需要打开无线数据采集终端的上盖，在电路板的背面上部有标志为s1的拨码开关，通过拨动拨码开关的四个拨码到合适的位置来设定工作时间间隔，如下表所示，切勿将拨码开关拨到与图示无关的其他位置，其他位置是终端保留的出厂校准设置位置；拨动拨码开关前请一定要关闭终端的电源开关；否则会导致出错；

注：上表中 0 代表该位置拨码开关处在低位，1 代表该位置拨码开关处在高位，例如工作时间间隔设置为 1 分钟，则拨码开关的 2 位置向上拨至高位（on 的位置），其他位置向下拨至低位（1、2、3、4 数字端）；

终端连接了一个外置的温度探头，温度探头采用热电阻形式，测量被测设备的表面温度；

安装方式：

（1）无线终端可以安装在设备的任何安全位置上，但是应该尽可能的接近振动的源头位置；离振动源越接近，则测量的数据越真实；建议安装在支承的轴承座上，若轴承座安装不方便可就近安装；

（2）磁吸式安装可以快速安装便于调换位置，但是若是长时间安装监测，则采用附件通过焊接/粘贴或者螺纹的方式进行安装（因考虑电池更换的问题，无线终端本身不可直接焊接在设备上）；

（3）安装时无线监测终端尽量保持在垂直或水平的位置上，以便测量 X、Y 方向的振动；

（4）安装位置要考虑现场的维护与检修

（5）由于无线监测终端底部含有强磁磁铁，安装时一定要先把无线监测终端侧面先接触被测设备，然后慢慢把无线监测终端底部接触被测设备，不可直接无防护情况下吸在设备上，强烈的磁吸冲击有可能损坏内部微传感器；

每个中继器1下可接入1～100个无线监测终端，中继器1通过以太网网线把收到的数据发送到上位机服务器；

无线中继器是连接无线监测终端与服务器的中间环节，无线中继器通过无线通信接收来自无线监测终端的数据，并通过网线把接收到的数据传送到服务器端，每个中继器1可以接收最多100个无线终端发送的数据，服务器上的数据监测分析软件把中继器1传送过来的数据进行显示和存储；

所述数据监测分析软件安装在服务器内，数据监测分析软件实现所有系统内终端数据的列表、曲线显示，并提供报警、打印辅助功能；无线状态监测软件拥有友好的操作界面，方便客户使用，软件可以以列表或者曲线的方式实时显示所有测量参数，并以红色报警的方式显示超过用户预设报警值的数据，同时支持以历史曲线的形势显示客户需要的历史数据，所有显示画面中的任何数据当鼠标放在上面时，都可显示数据的时间标志。

所述上位机设置为PC，所述PC需要windowsXP或更高的版本且配备以太网接口，所述数据监测分析软件包括测量参数实时显示、数据记录、历史趋势显示、报警信息提示、打印功能，显示类别设置为数据列表显示、实时趋势显示和历史趋势显示，显示参数：x 轴加速度峰值、x 轴峭度、x 轴速度有效值、Y 轴加速度峰值、Y 轴峭度、Y 轴速度有效值、被测设备温度、终端电池电量、报警信息，所述用户可根据数据的趋势，进行报警限的设置修改；一般情况下可根据设备正常运行状态下的数值进行平均报警限设置，方法为以被测设备的正常工作状态的 1.5 倍作为警告值，以设备的正常工作状态的 2 倍作为报警值，通过对历史数据趋势的观察，用户可以判断出设备的工作状况，任何的被测参数都可以显示其某一段时间内的历史曲线，用户可以根据历史曲线判断出机器状态的运行发展趋势，通过数据曲线及报警限的关系可以确定设备维修的决策。

如图1-3所示的，实施方式具体为：启动数据采集：双击上位机服务器上的数据采集服务程序图标启动，数据采集程序会启动一个 tcp server 服务器，所有的无线网关就作为 tcp client 登录到采集程序上，同时采集程序会调取系统设置参数文件，初始化数据库；窗格中显示无线采集终端列表，包括采集终端发送的数据时间，终端所在网关网络地址，网关无线地址，终端无线地址，各个测点数据，电池电量的必要监视信息；若接收到有效数据，并通过校验，会在状态窗口中显示数据；采集程序正常工作后，可以启动 web 服务器程序，这样用户就可以通过浏览器查看监控数据了，在服务器所在网络中任意一台主机上，打开浏览器，输入服务器在该网络的 IP 地址就可以进入系统登录界面，输入用户名密码登录，进入系统默认界面为数据监视列表；

数据列表以直观全面的数据表格方式展示所有实时状态数据，发生报警事件，相应测点的相应测量值显示框会用颜色进行显示；在实时趋势图状态，点击实时/历史数据切换按钮，可以开启历史趋势状态，然后选择终端和测点特征值，可以从数据库中调出历史趋势；趋势图具备一定的数据分析功能，可以对数据进行缩放；在趋势图上按住鼠标左键横向拖动可以选择放大区域，选好后，释放鼠标左键，趋势图将自动放大时间轴的所选区域；趋势图可以同时选择多终端多测点同时显示，方便进行数据对比；进行多选时， 在左侧边栏，先选择好终端和特征值，滑出多选项目列表，可以反复选择终端和特征值，然后点击添加到多选列表中；可以打开系统参数设置窗口，选择要修改的对象，调取所选对象的可设置参数。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。