專利名稱：一種音頻智能變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種音頻智能變送器。
背景技術(shù)：
目前，我國冶金、水泥、采礦等相關(guān)行業(yè)普遍使用的音頻變送器，絕大部分采用模擬電路結(jié)構(gòu)，精度低、效率低下。包括對音頻信號的頻率、帶寬和音頻范圍選擇也要人工在現(xiàn)場反復(fù)調(diào)試和驗證才能使用。隨著人工成本的提高，單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也偏高。對于復(fù)雜多樣化的工業(yè)現(xiàn)場，時實對設(shè)備情況精準(zhǔn)的反饋，模擬結(jié)構(gòu)變送器的精度已不能完全滿足現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的需求。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有音頻變送器現(xiàn)場調(diào)試復(fù)雜、效率低下、精度低、成本高、不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求的問題，本實用新型提供一種調(diào)試簡單、提高生產(chǎn)效率、控制精度高、降低成本、有效滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求的音頻智能變送器。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種音頻智能變送器，基于數(shù)字電路結(jié)構(gòu)，采用單片機(jī)對音頻信號的輸入、頻率、 增益、輸出進(jìn)行智能控制；所述的音頻智能變送器包括音頻傳感器、單片機(jī)、顯示屏、百分比顯示單元、參數(shù)設(shè)定按鈕、信號放大電路、信號濾波調(diào)理電路、A/D電路、隔離輸出電路；所述的音頻傳感器與所述的信號放大電路的信號輸入端連接，用于采集被監(jiān)控設(shè)備的音頻信號并輸送給所述的信號放大電路；所述的信號放大電路的輸出端與所述的信號濾波調(diào)理電路的輸入端連接，用于放大音頻信號并輸送給信號濾波調(diào)理電路；所述的信號濾波調(diào)理電路的信號輸出端與所述的A/D電路的輸入端連接，用于將處理過的信號輸送給所述的A/D電路；所述的A/D電路的輸出端與所述的單片機(jī)連接，用于將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號便于單片機(jī)處理和分析；所述的單片機(jī)對從所述的A/D電路接收到的數(shù)字音頻信號進(jìn)行處理和分析計算， 然后相應(yīng)的對各電路做出調(diào)整和變換，使得有效的音頻信號曲線達(dá)到最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)對設(shè)備的運行狀態(tài)實時精準(zhǔn)的反饋；所述的信號濾波調(diào)理電路的另一信號輸出端與所述的隔離輸出電路的輸入端連接，用于按照所述的單片機(jī)的指令對音頻信號進(jìn)行濾波、調(diào)頻、倍頻、信號處理，并將處理過的信號輸送給所述的隔離輸出電路；所述的隔離輸出電路與所述的單片機(jī)連接，用于將從所述的信號濾波調(diào)理電路接收到的信號按照所述的單片機(jī)的指令進(jìn)行處理，從而輸出標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電流、電壓信號；所述的顯示屏與所述的單片機(jī)連接，用于實時顯示參數(shù)設(shè)定狀態(tài)、音頻信號曲線.
一入 ，所述的百分比顯示單元與所述的單片機(jī)連接，用于實時指示音頻信號百分比；所述的參數(shù)設(shè)定按鈕與所述的單片機(jī)連接，用于更改設(shè)定參數(shù)。進(jìn)一步，所述的單片機(jī)包括用于對從所述A/D電路接收到的音頻信號進(jìn)行分析處理的信號分析處理模塊；用于根據(jù)從信號分析處理模塊所得分析結(jié)果對所述的信號濾波調(diào)理電路的帶寬及音頻范圍進(jìn)行設(shè)置與控制的濾波控制模塊；用于存儲用戶參數(shù)和出廠參數(shù)以便實現(xiàn)掉電保護(hù)和恢復(fù)出廠設(shè)置的參數(shù)存儲模塊；用于連接所述的參數(shù)設(shè)定按鈕和所述的顯示屏的輸入輸出模塊；用于對輸出信號進(jìn)行控制的信號輸出控制模塊。進(jìn)一步，所述的信號濾波調(diào)理電路包括倍頻電路、帶寬電路、頻率范圍電路、增益信號電平電路、增益調(diào)節(jié)電路。進(jìn)一步，所述的隔離輸出電路包括輸出信號隔離電路、延時輸出電路、正反向輸出電路、電壓輸出電路、電流輸出電路。所述的音頻智能變送器通過音頻傳感器采集需要監(jiān)控設(shè)備的音頻信號。通過信號處理電路和A/D電路，將音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入到單片機(jī)。單片機(jī)中的信號處理模塊會根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析計算，然后相應(yīng)的對各電路做出調(diào)整和變換，使得有效的音頻信號曲線達(dá)到最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)對設(shè)備的運行狀態(tài)實時精準(zhǔn)的反饋。本實用新型的有益效果如下1.本音頻智能變送器通過單片機(jī)智能控制，自動獲取音頻信號，自動設(shè)置音頻范圍，設(shè)定濾波帶寬，以獲得最佳檢測效果；2.本音頻智能變送器采用單片機(jī)控制，對信號的頻率、增益進(jìn)行控制，對音頻檢測參數(shù)自動設(shè)定并保存，并且具有掉電后智能恢復(fù)的特點；3.本音頻智能變送器具有串?dāng)_補(bǔ)償功能，可將音頻干擾進(jìn)行補(bǔ)償，提高了檢測的精度；本音頻智能變送器具有閥值控制功能，通過繼電器可控制外部設(shè)備，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。從而本技術(shù)方案實現(xiàn)了調(diào)試簡單、提高生產(chǎn)效率、控制精度高、降低成本、有效滿足現(xiàn)代工業(yè)需求的有益效果。

圖1是本實用新型的音頻智能變送器結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實施方式
一種音頻智能變送器通過音頻傳感器采集需要監(jiān)控設(shè)備的音頻信號。通過信號處理電路和A/D電路，將音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入到單片機(jī)。單片機(jī)中的信號處理模塊會根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析計算，然后相應(yīng)的對各電路做出調(diào)整和變換，使得有效的音頻信號曲線達(dá)到最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)對設(shè)備的運行狀態(tài)實時精準(zhǔn)的反饋。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的音頻智能變送器進(jìn)行進(jìn)一步說明。[0034]參見附圖1所示，一種音頻智能變送器，基于數(shù)字電路結(jié)構(gòu)，采用單片機(jī)對音頻信號的輸入、頻率、增益、輸出進(jìn)行智能控制；所述的音頻智能變送器包括音頻傳感器、單片機(jī)、顯示屏、百分比顯示單元、參數(shù)設(shè)定按鈕、信號放大電路、信號濾波調(diào)理電路、A/D電路、隔離輸出電路；所述的音頻傳感器與所述的信號放大電路的信號輸入端連接，用于采集被監(jiān)控設(shè)備的音頻信號并輸送給所述的信號放大電路；所述的信號放大電路的輸出端與所述的信號濾波調(diào)理電路的輸入端連接，用于放大音頻信號并輸送給信號濾波調(diào)理電路；所述的信號濾波調(diào)理電路的信號輸出端與所述的A/D電路的輸入端連接，用于將處理過的信號輸送給所述的A/D電路；所述的A/D電路的輸出端與所述的單片機(jī)連接，用于將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號便于單片機(jī)處理和分析；所述的單片機(jī)對從所述的A/D電路接收到的數(shù)字音頻信號進(jìn)行處理和分析計算， 然后相應(yīng)的對各電路做出調(diào)整和變換，使得有效的音頻信號曲線達(dá)到最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)對設(shè)備的運行狀態(tài)實時精準(zhǔn)的反饋；所述的信號濾波調(diào)理電路的另一信號輸出端與所述的隔離輸出電路的輸入端連接，用于按照所述的單片機(jī)的指令對音頻信號進(jìn)行濾波、調(diào)頻、倍頻、信號處理，并將處理過的信號輸送給所述的隔離輸出電路；所述的隔離輸出電路與所述的單片機(jī)連接，用于將從所述的信號濾波調(diào)理電路接收到的信號按照所述的單片機(jī)的指令進(jìn)行處理，從而輸出標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電流、電壓信號；所述的顯示屏與所述的單片機(jī)連接，用于實時顯示參數(shù)設(shè)定狀態(tài)、音頻信號曲線.
一入 ，所述的百分比顯示單元與所述的單片機(jī)連接，用于實時指示音頻信號百分比；所述的參數(shù)設(shè)定按鈕與所述的單片機(jī)連接，用于更改設(shè)定參數(shù)。進(jìn)一步，所述的單片機(jī)包括用于對從所述A/D電路接收到的音頻信號進(jìn)行分析處理的信號分析處理模塊；用于根據(jù)從信號分析處理模塊所得分析結(jié)果對所述的信號濾波調(diào)理電路的帶寬及音頻范圍進(jìn)行設(shè)置與控制的濾波控制模塊；用于存儲用戶參數(shù)和出廠參數(shù)以便實現(xiàn)掉電保護(hù)和恢復(fù)出廠設(shè)置的參數(shù)存儲模塊；用于連接所述的參數(shù)設(shè)定按鈕和所述的顯示屏的輸入輸出模塊；用于對輸出信號進(jìn)行控制的信號輸出控制模塊。進(jìn)一步，所述的信號濾波調(diào)理電路包括倍頻電路、帶寬電路、頻率范圍電路、增益信號電平電路、增益調(diào)節(jié)電路。進(jìn)一步，所述的隔離輸出電路包括輸出信號隔離電路、延時輸出電路、正反向輸出電路、電壓輸出電路、電流輸出電路。音頻傳感器需裝在可靠的便于采集被監(jiān)控設(shè)備音頻信號的位置，并將傳感器輸出信號接入所述的音頻智能變送器；音頻信號經(jīng)信號放大電路放大后輸入信號濾波調(diào)理電路進(jìn)行處理，經(jīng)信號濾波調(diào)理電路中的倍頻電路(1-12個遞增倍頻選擇)、帶寬電路(100HZ、200HZ、300HZ、400HZ，4個帶寬選擇)、頻率范圍電路(300-1000HZ、700-2200HZ、1100-3500HZ、1300-4600HZ, 4 個范圍選擇)、增益信號電平電路(15-70mVpp、65-350mVpp，兩個范圍選擇)、增益調(diào)節(jié)電路(1 位的單步高精度數(shù)字電位器)處理后，輸出至A/D電路；A/D電路把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)的信號分析處理模塊對接收到的音頻數(shù)字信號進(jìn)行分析處理并把處理結(jié)果輸入濾波控制模塊，濾波控制模塊將輸入的處理結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘枮V波調(diào)理電路的具體參數(shù)(包括倍頻、帶寬、 音頻范圍、增益信號電平)并對信號濾波調(diào)理電路的各項參數(shù)進(jìn)行調(diào)整設(shè)置，同時把各項參數(shù)存入?yún)?shù)存儲模塊并把各項參數(shù)經(jīng)單片機(jī)中的輸入輸出模塊顯示在顯示屏上。經(jīng)信號濾波調(diào)理電路依照各項參數(shù)調(diào)整過的音頻信號輸入隔離輸出電路，操作人員操作參數(shù)設(shè)定按鈕通過單片機(jī)中的輸入輸出模塊向單片機(jī)中的信號輸出控制模塊輸入?yún)?shù)指令，從而對隔離輸出電路控制，使其輸出所需要的信號；隔離輸出電路采用獨立電源輸出，信號在隔離輸出電路中經(jīng)延時輸出電路(0、10、 20秒3種延時選擇)、正反向輸出電路(當(dāng)音頻信號增益加大輸出信號也隨之升高為正向， 當(dāng)音頻信號增益加大輸出信號也隨之降低為反向)、電壓輸出電路(0-6V、0-10V，2種電壓輸出選擇)、電流輸出電路(4-20mA、0-20mA，2種電流信號輸出)處理后輸出。將音頻智能變送器輸出的信號接入繼電器以控制外部設(shè)備，從而形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。以上實施例僅用以說明本實用新型而非限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，一切不脫離本實用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種音頻智能變送器，其特征在于基于數(shù)字電路結(jié)構(gòu)，采用單片機(jī)對音頻信號的輸入、頻率、增益、輸出進(jìn)行智能控制；所述的音頻智能變送器包括音頻傳感器、單片機(jī)、顯示屏、百分比顯示單元、參數(shù)設(shè)定按鈕、信號放大電路、信號濾波調(diào)理電路、A/D電路、隔離輸出電路；所述的音頻傳感器與所述的信號放大電路的信號輸入端連接，用于采集被監(jiān)控設(shè)備的音頻信號并輸送給所述的信號放大電路；所述的信號放大電路的輸出端與所述的信號濾波調(diào)理電路的輸入端連接，用于放大音頻信號并輸送給信號濾波調(diào)理電路；所述的信號濾波調(diào)理電路的信號輸出端與所述的A/D電路的輸入端連接，用于將處理過的信號輸送給所述的A/D電路；所述的A/D電路的輸出端與所述的單片機(jī)連接，用于將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號便于單片機(jī)處理和分析；所述的單片機(jī)對從所述的A/D電路接收到的數(shù)字音頻信號進(jìn)行處理和分析計算，然后相應(yīng)的對各電路做出調(diào)整和變換，使得有效的音頻信號曲線達(dá)到最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)對設(shè)備的運行狀態(tài)實時精準(zhǔn)的反饋；所述的信號濾波調(diào)理電路的另一信號輸出端與所述的隔離輸出電路的輸入端連接，用于按照所述的單片機(jī)的指令對音頻信號進(jìn)行濾波、調(diào)頻、倍頻、信號處理，并將處理過的信號輸送給所述的隔離輸出電路；所述的隔離輸出電路與所述的單片機(jī)連接，用于將從所述的信號濾波調(diào)理電路接收到的信號按照所述的單片機(jī)的指令進(jìn)行處理，從而輸出標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電流、電壓信號；所述的顯示屏與所述的單片機(jī)連接，用于實時顯示參數(shù)設(shè)定狀態(tài)、音頻信號曲線； 所述的百分比顯示單元與所述的單片機(jī)連接，用于實時指示音頻信號百分比； 所述的參數(shù)設(shè)定按鈕與所述的單片機(jī)連接，用于更改設(shè)定參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻智能變送器，其特征在于，所述的單片機(jī)包括 用于對從所述A/D電路接收到的音頻信號進(jìn)行分析處理的信號分析處理模塊； 用于根據(jù)從信號分析處理模塊所得分析結(jié)果對所述的信號濾波調(diào)理電路的帶寬及音頻范圍進(jìn)行設(shè)置與控制的濾波控制模塊；用于存儲用戶參數(shù)和出廠參數(shù)以便實現(xiàn)掉電保護(hù)和恢復(fù)出廠設(shè)置的參數(shù)存儲模塊； 用于連接所述的參數(shù)設(shè)定按鈕和所述的顯示屏的輸入輸出模塊； 用于對輸出信號進(jìn)行控制的信號輸出控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的音頻智能變送器，其特征在于，所述的信號濾波調(diào)理電路包括倍頻電路、帶寬電路、頻率范圍電路、增益信號電平電路、增益調(diào)節(jié)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的音頻智能變送器，其特征在于，所述的隔離輸出電路包括輸出信號隔離電路、延時輸出電路、正反向輸出電路、電壓輸出電路、電流輸出電路。
專利摘要本實用新型提供了一種音頻智能變送器。其基于數(shù)字電路結(jié)構(gòu)，采用單片機(jī)對音頻信號的輸入、頻率、增益、輸出進(jìn)行智能控制；包括音頻傳感器；單片機(jī)；顯示屏；百分比顯示單元；參數(shù)設(shè)定按鈕；放大電路；信號濾波調(diào)理電路；A/D電路；隔離輸出電路。本實用新型的音頻智能變送器克服了現(xiàn)有音頻變送器現(xiàn)場調(diào)試復(fù)雜、效率低下、精度低、成本高、不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求的問題，從而具有調(diào)試簡單、提高生產(chǎn)效率、控制精度高、降低成本、有效滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/042GK202281929SQ20112042549
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者彭剛, 李青, 駱嶺 申請人:貴州匯立電子有限公司