一種風(fēng)電檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種風(fēng)電檢測(cè)裝置包括嵌入式主板、振動(dòng)信號(hào)采集器、振動(dòng)傳感器和電渦流傳感器。本實(shí)用新型的有益效果在于：振動(dòng)信號(hào)采集器內(nèi)設(shè)有12個(gè)AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器為16位6通道AD轉(zhuǎn)換器，每通道采樣速率達(dá)到500KHz，由FPGA芯片控制實(shí)現(xiàn)12通道的同步數(shù)據(jù)采集，模塊內(nèi)部集成有256M動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)同步采集數(shù)據(jù)的緩存，該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)4組三軸振動(dòng)傳感器信號(hào)的同步采集。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種風(fēng)電檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電檢測(cè)裝置，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電檢測(cè)裝置領(lǐng)域的風(fēng)電 檢測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)越來(lái)越重要，該狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)方法能 夠避免風(fēng)機(jī)過(guò)早嚴(yán)重?fù)p壞而停機(jī)，并優(yōu)化風(fēng)機(jī)的維修方案，以及防止無(wú)故障部件的誤替換。 即使對(duì)于陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)也變得必不可少，否則，風(fēng)力發(fā)電機(jī)不能被認(rèn)證機(jī) 構(gòu)認(rèn)證，并難以獲得保險(xiǎn)。
[0003] 現(xiàn)如今，大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備檢測(cè)裝置信號(hào)穩(wěn)定性較差，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)多組三軸 振動(dòng)傳感器信號(hào)的同步采集。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提出一種信號(hào)穩(wěn)定性強(qiáng)、具有抗混疊 濾波和抗工頻干擾功能、同時(shí)對(duì)4組三軸振動(dòng)傳感器信號(hào)進(jìn)行同步采集的風(fēng)電檢測(cè)裝置。
[0005] -種風(fēng)電檢測(cè)裝置包括嵌入式主板、振動(dòng)信號(hào)采集器、振動(dòng)傳感器和電渦流傳感 器，電渦流傳感器與振動(dòng)信號(hào)采集器連接，振動(dòng)傳感器與振動(dòng)信號(hào)采集器連接，振動(dòng)信號(hào)采 集器與嵌入式主板連接，所述的振動(dòng)信號(hào)采集器內(nèi)設(shè)有12個(gè)AD轉(zhuǎn)換器和信號(hào)調(diào)理裝置，所 述的AD轉(zhuǎn)換器為16位6通道AD轉(zhuǎn)換器，所述的AD轉(zhuǎn)換器與嵌入式主板連接，所述的信號(hào) 調(diào)理裝置包括高通濾波器、抗混疊濾波器、放大電路、工頻陷波器，振動(dòng)傳感器的信號(hào)輸出 端與高通濾波器的第一信號(hào)輸入端連接，電渦流傳感器的信號(hào)輸出端與高通濾波器的第二 信號(hào)輸入端連接，高通濾波器的信號(hào)輸出端與抗混疊濾波器的信號(hào)輸入端連接，抗混疊濾 波器的信號(hào)輸出端與信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)放大電路的信號(hào)輸出端與工頻 陷波器的信號(hào)輸入端連接。
[0006] 優(yōu)選地，所述的振動(dòng)信號(hào)采集器通過(guò)PC104總線與嵌入式主板連接。
[0007] 優(yōu)選地，所述的嵌入式主板通過(guò)信號(hào)采集卡與風(fēng)速風(fēng)向傳感器連接。
[0008] 優(yōu)選地，所述的嵌入式主板通過(guò)信號(hào)計(jì)數(shù)卡與轉(zhuǎn)速傳感器連接。
[0009] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0010] 1.振動(dòng)信號(hào)采集器內(nèi)設(shè)有12個(gè)AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器為16位6通道AD轉(zhuǎn)換器， 每通道采樣速率達(dá)到500KHZ，由FPGA芯片控制實(shí)現(xiàn)12通道的同步數(shù)據(jù)采集，模塊內(nèi)部集成 有256M動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)同步采集數(shù)據(jù)的緩存，該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)4組三軸振動(dòng)傳感器信號(hào) 的同步采集；
[0011] 2.振動(dòng)傳感器信號(hào)，經(jīng)過(guò)高通濾波器后進(jìn)入后，傳輸至抗混疊濾波器進(jìn)行濾波，然 后傳輸至信號(hào)放大線路放大為幅值在±5V范圍內(nèi)的交流電壓信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)工頻陷波器 濾除50Hz工頻信號(hào)，振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后可以直接進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，使振動(dòng) 信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的反射，具有抗混疊濾波和抗工頻干擾功 能，使風(fēng)電檢測(cè)裝置的傳感器輸入信號(hào)更為穩(wěn)定。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】 [0013]
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 如圖1所示，一種風(fēng)電檢測(cè)裝置包括嵌入式主板、振動(dòng)信號(hào)采集器、振動(dòng)傳感器 和電渦流傳感器，電渦流傳感器與振動(dòng)信號(hào)采集器連接，振動(dòng)傳感器與振動(dòng)信號(hào)采集器連 接，振動(dòng)信號(hào)采集器與嵌入式主板連接，所述的振動(dòng)信號(hào)采集器內(nèi)設(shè)有12個(gè)AD轉(zhuǎn)換器和信 號(hào)調(diào)理裝置，所述的AD轉(zhuǎn)換器為16位6通道AD轉(zhuǎn)換器，所述的AD轉(zhuǎn)換器與嵌入式主板連 接，所述的信號(hào)調(diào)理裝置包括高通濾波器、抗混疊濾波器、放大電路、工頻陷波器，振動(dòng)傳感 器的信號(hào)輸出端與高通濾波器的第一信號(hào)輸入端連接，電渦流傳感器的信號(hào)輸出端與高通 濾波器的第二信號(hào)輸入端連接，高通濾波器的信號(hào)輸出端與抗混疊濾波器的信號(hào)輸入端連 接，抗混疊濾波器的信號(hào)輸出端與信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)放大電路的信號(hào) 輸出端與工頻陷波器的信號(hào)輸入端連接，振動(dòng)信號(hào)采集器通過(guò)PC104總線與嵌入式主板連 接，嵌入式主板通過(guò)信號(hào)采集卡與風(fēng)速風(fēng)向傳感器連接，嵌入式主板通過(guò)信號(hào)計(jì)數(shù)卡與轉(zhuǎn) 速傳感器連接。
[0017] 實(shí)施例2
[0018] 如圖1所示，風(fēng)電檢測(cè)裝置包括嵌入式主板、振動(dòng)信號(hào)采集器、振動(dòng)傳感器和電渦 流傳感器，振動(dòng)傳感器輸出的加速度信號(hào)進(jìn)入振動(dòng)信號(hào)采集器后，振動(dòng)信號(hào)采集器實(shí)現(xiàn)對(duì) 振動(dòng)傳感器的恒流供電、信號(hào)的放大濾波、同步轉(zhuǎn)速采集、加速度信號(hào)的同步采集，PC104總 線接口及數(shù)據(jù)的緩存。嵌入式主板為AT91SAM9G20嵌入式主板，通過(guò)PC104總線與振動(dòng)信號(hào) 采集器、信號(hào)采集卡和信號(hào)計(jì)數(shù)器連接，根據(jù)監(jiān)測(cè)的采集點(diǎn)數(shù)選擇連接的信號(hào)采集卡數(shù)據(jù)， 信號(hào)采集卡之間通過(guò)總線地址進(jìn)行區(qū)分，信號(hào)采集獲得多通道數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)總線發(fā)往數(shù) 據(jù)中心存儲(chǔ)，嵌入式主板實(shí)現(xiàn)了多通道振動(dòng)數(shù)據(jù)的同步采集及基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，信 號(hào)調(diào)理裝置與數(shù)據(jù)采集電路集成在一塊基于PC104總線的板卡上，實(shí)現(xiàn)同步采集通道的柔 性擴(kuò)展，且具有抗混疊濾波、抗工頻干擾等優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 基于PC104總線的振動(dòng)信號(hào)采集器主要實(shí)現(xiàn)傳感器的激勵(lì)、放大、抗混疊濾波、抗 工頻干擾，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道信號(hào)的同步A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)緩沖和傳輸功能。
[0020] 振動(dòng)傳感器信號(hào)，經(jīng)過(guò)高通濾波器后進(jìn)入后，傳輸至抗混疊濾波器進(jìn)行濾波，然后 傳輸至信號(hào)放大線路放大為幅值在±5V范圍內(nèi)的交流電壓信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)工頻陷波器濾 除50Hz工頻信號(hào)，振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后可以直接進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集。
[0021] 抗混疊濾波器根據(jù)風(fēng)電機(jī)組部件的振動(dòng)特性和香農(nóng)采樣定理，即采樣頻率大于信 號(hào)中最高頻率的兩倍時(shí)，采樣獲得的數(shù)字信號(hào)能完整地保留原始信號(hào)中的信息，采樣頻率 設(shè)置為50-18. 7kHz，采用Filterlab軟件計(jì)算出截止頻率為50-18. 7KHZ的無(wú)源高通濾波和 二階有源低通濾波的電路參數(shù)。選用超低失調(diào)電壓雙路運(yùn)算放大器LT1498C88實(shí)現(xiàn)二階巴 特沃斯低通濾波器。
[0022] 傳感器輸出的信號(hào)在傳輸過(guò)程中容易混雜有50hz的工頻干擾，應(yīng)該通過(guò)50Hz陷 波器將工頻干擾濾除。陷波器也稱(chēng)帶阻濾波器（窄帶阻濾波器），能夠?qū)崿F(xiàn)在其他頻率信號(hào) 不失真的情況下，有效的抑制輸入信號(hào)中某一頻率信息。
[0023] 振動(dòng)信號(hào)采集器使用PC104總線資源的I/O控制和中斷功能，所用到的信號(hào)如下： D[0 :15]是16位雙向數(shù)據(jù)信號(hào)；SA[0 :13]是10位地址信號(hào)；I0R、I0W分別是I/O端口讀、 寫(xiě)控制信號(hào)；AEN是允許DMA傳輸；I0CHRDY是I/O就緒信號(hào)，通過(guò)置為低電平插入等待周 期，延長(zhǎng)I/O通信時(shí)間；SYSCLK是系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，用來(lái)保持系統(tǒng)一致；RESET是上電復(fù)位或 系統(tǒng)初始化邏輯信號(hào)，也是系統(tǒng)總清信號(hào)；IRQ5是中斷信號(hào)。
[0024] 最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限于 上述實(shí)施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn) 單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)電檢測(cè)裝置，其特征在于：包括嵌入式主板、振動(dòng)信號(hào)采集器、振動(dòng)傳感器和 電渦流傳感器，電渦流傳感器與振動(dòng)信號(hào)采集器連接，振動(dòng)傳感器與振動(dòng)信號(hào)采集器連接， 振動(dòng)信號(hào)采集器與嵌入式主板連接，所述的振動(dòng)信號(hào)采集器內(nèi)設(shè)有12個(gè)AD轉(zhuǎn)換器和信號(hào) 調(diào)理裝置，所述的AD轉(zhuǎn)換器為16位6通道AD轉(zhuǎn)換器，所述的AD轉(zhuǎn)換器與嵌入式主板連 接，所述的信號(hào)調(diào)理裝置包括高通濾波器、抗混疊濾波器、放大電路、工頻陷波器，振動(dòng)傳感 器的信號(hào)輸出端與高通濾波器的第一信號(hào)輸入端連接，電渦流傳感器的信號(hào)輸出端與高通 濾波器的第二信號(hào)輸入端連接，高通濾波器的信號(hào)輸出端與抗混疊濾波器的信號(hào)輸入端連 接，抗混疊濾波器的信號(hào)輸出端與信號(hào)放大電路的信號(hào)輸入端連接，信號(hào)放大電路的信號(hào) 輸出端與工頻陷波器的信號(hào)輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的振動(dòng)信號(hào)采集器通過(guò) PC104總線與嵌入式主板連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的嵌入式主板通過(guò)信號(hào)采 集卡與風(fēng)速風(fēng)向傳感器連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電檢測(cè)裝置，其特征在于：所述的嵌入式主板通過(guò)信號(hào)計(jì) 數(shù)卡與轉(zhuǎn)速傳感器連接。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK203848932SQ201420200745
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】曾潁群, 戴文明 申請(qǐng)人:嘉興德瑞納自動(dòng)化技術(shù)有限公司