專利名稱：電流環(huán)總線分時切換復用裝置器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于信號檢測與信號傳輸的分時切換復用裝置器，對例如石油鉆井設備等領域中的滾動軸承的多路振動信號實現傳輸。
背景技術：
石油鉆井絞車及傳動機組工作在野外，受自然氣候的影響及工作需要，其工作環(huán)境較差、移動頻繁。石油鉆機中的滾動軸承連續(xù)運轉周期長、工作負荷大、工作環(huán)境惡劣、價格高、易損壞。如果損壞的滾動軸承更換不及時，斷裂后將影響鉆井作業(yè)的正常運行，嚴重時會導致鉆頭落入油井中無法取出，使油井報廢，造成的經濟損失相當可觀。因此，需對滾動軸承進行運行狀況在線檢測并及時更換。目前，一般從石油鉆井絞車及傳動機組中的16個不同位置的測試點上觀察滾動軸承的振動工作狀態(tài)，采集測量點數多，分布廣泛，在16個不同位置的測試點上布置振動傳感器，將振動傳感器信號采用模擬量、無線或總線這三種方式傳輸到數據采集設備。當采用模擬量方式傳輸時，用16根傳輸線將振動信號傳輸到遠端的數據采集設備，但由于石油鉆井絞車設備需要經常移動，移動時16根傳輸線的接插繁雜，工作量大，且在移動過程中很容易發(fā)生個別傳輸線被拉斷現象，增加了信號傳輸的不安全性和檢修工作量。當采用無線方式傳輸時，雖然可不用傳輸線，但由于滾動軸承的故障振動最高有效頻率約在20MHz 左右，比較高，這就要求無線傳輸的帶寬很寬，明顯增加了無線傳輸裝置的成本。當采用總線方式傳輸時，需要用2根傳輸線。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種將無線通信技術和單線傳輸技術相結合的電流環(huán)總線分時切換復用裝置器，用一根同軸電纜線完成多點高頻振動信號的傳輸，并對多路振動信號進行分時切換。本發(fā)明采用的技術方案是在不同位置的測試點處均設置一個振動傳感器，每個振動傳感器均串接一個繼電器線圈，每個繼電器線圈均連接一個電流驅動器，電流驅動器通過譯碼器連接第二無線單片機，第一、第二無線單片機之間以無線信號通訊，第一無線單片機通過RS232串行通信接口與上位機的輸出端相連；上位機的輸入端連接A/D轉換器，A/ D轉換器的一個輸入端通過一根同軸電纜線分別與每個振動傳感器相連接，A/D轉換器的另一個輸入端連接于繼電器線圈與振動傳感器之間，繼電器線圈接通時將與之連接的振動傳感器中的振動信號傳輸到A/D轉換器中。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明采用無線通信技術和一根高質量同軸屏蔽線的結合來完成多點高頻振動信號的傳輸，極大地簡化了接線方式和接插數量，降低了設備成本，提高了系統的可靠性，很好地解決了振動信號測點多、分布性廣、信號頻帶寬、設備經常拆裝移動所帶來的問題，并且電路簡單，易于實現。
2、本發(fā)明可根據檢測的需要分時切換不同的振動傳感器信號，多路信號采用一根傳輸線，避免了模擬量傳輸采用的繁雜線路和接插件，提高了可靠性，同時也為設備的拆解搬遷和重組安裝提供了極大的便利。3、本發(fā)明不僅用于石油鉆機的滾動軸承的多路振動信號的傳輸，而且還可以推廣到其它相關領域中的其它類型的軸承信號的傳輸以及不同類型的信號傳輸。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明；

圖1是本發(fā)明的結構連接示意圖中1.上位機；2.第一無線單片機；3.第二無線單片機；4.譯碼器；5.電流驅動器； 6.繼電器線圈；7.振動傳感器；8.同軸電纜線；9. A/D轉換器。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明由上位機、2個無線單片機、譯碼器、電流驅動器、繼電器、A/D轉換器以及一個高質量的同軸電纜等組成。其中，在需要測試振動狀態(tài)的不同位置的測試點處均設置一個振動傳感器7，例如，對石油鉆井絞車及傳動機組中的滾動軸承，在16個不同位置的測試點上均設置一個振動傳感器7，即采用16個振動傳感器7。每個振動傳感器7 均串接一個繼電器線圈6，即繼電器線圈6的數量與振動傳感器7的數量相同。每個繼電器線圈6均連接一個電流驅動器5，電流驅動器5通過譯碼器4連接第二無線單片機3，第一無線單片機2通過RS232串行通信接口與上位機1的輸出端相連，第二無線單片機3與第一無線單片機2通過無線方式傳輸信號，第二無線單片機3通過第一無線單片機2與上位機1實現無線信號傳輸。上位機1的輸入端連接A/D轉換器9的輸出端，A/D轉換器9的一個輸入端通過一根同軸電纜線8分別與每個振動傳感器7相連接，且A/D轉換器9的另一個輸入端連接于繼電器線圈6與振動傳感器7之間。上位機1內含核心軟件，在為操作人員提供監(jiān)測界面的同時，也對振動信號數據進行相應的分析與處理，可以實現遠程監(jiān)測與控制，根據檢測需要分時選擇不同的繼電器動作，達到有序傳輸多路振動信號的目的。第一、第二無線單片機2、3負責實現無線信號的通訊。譯碼器4可將4個輸入信號轉變?yōu)?6個輸出信號，并根據4個輸入信號的編碼來選中16個輸出信號中的任一個信號，從而實現對16個繼電器線圈的任一個繼電器線圈6的選擇，達到控制16個繼電器線圈中的任一繼電器線圈6的開或閉的狀態(tài)。電流驅動器5將譯碼器4選中的信號進行放大，以便能有效的驅動繼電器線圈6的動作。繼電器線圈6起著接通與斷開的作用，當某個繼電器線圈6接通時可將與此連接的振動傳感器7中的振動信號傳輸到A/D轉換器9中，使上位機1能接收到該振動傳感器7中的振動信號，并進行及時處理與傳輸。同軸電纜線8的作用是傳輸模擬量的振動信號。A/D轉換器9將同軸電纜線8傳輸的檢測到的振動模擬信號轉變?yōu)閿底中盘?，并輸入上位機1進行處理。本發(fā)明的工作過程是上位機1將需要檢測的某測試點的振動信號通過該點編碼，利用第一無線單片機2將該編碼發(fā)送出去，該編碼被連接譯碼器4的第二無線單片機3 所接收，通過譯碼器4選中多個繼電器中的某一繼電器線圈6，控制該繼電器線圈6閉合，使與該繼電器線圈6相連接的振動傳感器7中的振動信號通過同軸電纜線8傳輸到A/D轉換器9中，并將其變換得到的數字信號由上位機1進行處理，從而實現某點的振動信號的傳輸與處理。要完成多路振動信號的傳輸就是在上述的基礎上，按特定順序分時控制多個繼電器線圈6相應動作，將選定的各點振動信號利用單根同軸電纜線8分時傳輸到上位機1中， 從而實現了整個系統的振動信號的傳輸。 在對石油鉆井絞車及傳動機組的滾動軸承工作狀態(tài)進行檢測時，由于滾動軸承振動信號的采樣頻率較高，在很短的時間段內就能得到較多的數據，而滾動軸承的工作狀態(tài)的變化卻是一種緩慢的過程，滾動軸承由正常狀態(tài)變?yōu)閿嗔鸦蚓植棵撀洳粫诙虝r間內形成，而需要一段時間的漸變，由此對滾動軸承振動信號的數據分析不需要對任何瞬間數據都進行處理，只需對彼此具有很小間隔的數據段進行采集并處理來檢測滾動軸承的工作狀態(tài)，因此，本發(fā)明尤其適用于對石油鉆井絞車及傳動機組的滾動軸承工作狀態(tài)的檢測。
權利要求
1.電流環(huán)總線分時切換復用裝置器，在不同位置的測試點處均設置一個振動傳感器 (7 )，其特征是每個所述振動傳感器(7 )均串接一個繼電器線圈(6 )，每個所述繼電器線圈 (6 )均連接一個電流驅動器(5 )，電流驅動器(5 )通過譯碼器(4 )連接第二無線單片機(3 )， 第一、第二無線單片機(2、3)之間以無線信號通訊，第一無線單片機(2)通過RS232串行通信接口與上位機(1)的輸出端相連；上位機(1)的輸入端連接A/D轉換器(9)，A/D轉換器 (9)的一個輸入端通過一根同軸電纜線(8)分別與每個振動傳感器(7)相連接，A/D轉換器 (9 )的另一個輸入端連接于繼電器線圈(6 )與振動傳感器(7 )之間，繼電器線圈(6 )接通時將與之連接的振動傳感器(7)中的振動信號傳輸到A/D轉換器(9)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電流環(huán)總線分時切換復用裝置器，在不同位置的測試點處均設置一個振動傳感器，每個振動傳感器均串接一個繼電器線圈，每個繼電器線圈均連接一個電流驅動器，電流驅動器通過譯碼器連接第二無線單片機，第一無線單片機通過RS232串行通信接口與上位機的輸出端相連；上位機的輸入端連接A/D轉換器，A/D轉換器的一個輸入端通過一根同軸電纜線分別與每個振動傳感器相連接，A/D轉換器的另一個輸入端連接于繼電器線圈與振動傳感器之間，繼電器線圈接通時將與之連接的振動傳感器中的振動信號傳輸到A/D轉換器中；本發(fā)明可根據檢測的需要分時切換不同的振動傳感器信號，多路信號采用一根傳輸線，提高了可靠性。
文檔編號G08C17/02GK102360521SQ20111030094
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權日2011年10月9日
發(fā)明者和衛(wèi)星, 李天博, 王以順, 陸森林, 陳曉平 申請人:江蘇大學