船用振动信号采集模块制造技术

本申请提供一种船用振动信号采集模块，其包括：多个振动信号采集子模块，与多个振动传感器分别一一连接，获取振动信号，所述多个振动传感器分别设置于船舶主机、发电机、齿轮箱、轴系、辅助系统；数据处理子模块，与多个所述振动信号采集子模块连接，接收多个所述振动信号采集子模块提供的振动信号，对所述振动信号进行频谱分析，进行船舶机械系统的故障诊断和分析。本申请所述船用振动信号采集模块，能够对船舶主机、发电机、齿轮箱、轴系、辅助系统等机械系统的振动信号进行采集和分析，因此非常适应智能船舶的要求。应智能船舶的要求。应智能船舶的要求。

【技术实现步骤摘要】
船用振动信号采集模块


[0001]本申请涉及智能船舶
，尤其涉及一种船用振动信号采集模块。

技术介绍

[0002]近几年来，随着船舶智能化要求越来越高，中国船级社针对智能船舶符号申请出具了《智能船舶规范》，其中智能机舱部分对各个重要机舱设备的监测和状态反馈提出了更高的要求。
[0003]而振动信号分析法是可以实现故障诊断的有效方法之一，通过对机械系统的振动信号进行频谱分析，得到振动信号的频域特性，可以进行机械系统的故障诊断和分析，同时依据适当的故障模型，可以判断零部件当前工作状态，为系统使用和维护提供合理信息。因此，为了达到智能机舱的要求，需要设计一种振动信号采集模块对船舶上主要机械系统产生的振动进行采集和分析。

技术实现思路

[0004]基于前述的
技术介绍
缺陷，本申请的目的在于提供一种船用振动信号采集模块，能够对船舶上主要机械系统产生的振动进行采集和分析。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了一种船用振动信号采集模块，其包括：
[0006]多个振动信号采集子模块，与多个振动传感器分别一一连接，获取振动信号，所述多个振动传感器分别设置于船舶主机、发电机、齿轮箱、轴系、辅助系统；
[0007]数据处理子模块，与多个所述振动信号采集子模块连接，接收多个所述振动信号采集子模块提供的振动信号，对所述振动信号进行频谱分析，进行船舶机械系统的故障诊断和分析；
[0008]供电子模块，与多个所述振动信号采集子模块和所述数据处理子模块均连接，分别为多个所述振动信号采集子模块和所述数据处理子模块提供电源。
[0009]在一实施例中，任一所述振动信号采集子模块均包括同轴电缆接口、恒流源、第一开关、第二开关、第一电容、第一电阻、信号缓冲器、模数转换器，所述同轴电缆接口用于与所述振动传感器连接，并经由所述第一开关连接所述恒流源，经由所述第二开关分别连接所述第一电容、第一电阻，所述第二开关为二选一开关，所述同轴电缆接口、第一电容、第一电阻均与所述信号缓冲器连接，所述信号缓冲器与所述模数转换器连接，所述模数转换器输出所述振动信号；所述振动传感器为IEPE传感器。
[0010]在一实施例中，所述恒流源具有自身状态指示引脚，所述自身状态引脚经由上拉电阻与所述数据处理子模块连接，所述自身状态指示引脚指示所述恒流源是否开路。
[0011]在一实施例中，任一所述振动信号采集子模块均包括状态反馈电路，所述状态反馈电路包括第四电阻、第五电阻、第三电容、第一三极管、第二三极管，所述第四电阻的第一端与所述恒流源连接，所述第四电阻的第二端经由所述第三电容接地，所述第四电阻的第二端连接所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的集电极、基极均接地，所述第四电阻
的第二端连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经由所述第五电阻连接工作电压，所述第二三极管的集电极与所述数据处理子模块连接。
[0012]在一实施例中，所述模数转换器为ADI公司的AD7764芯片，含有全频带片内FIR滤波器。
[0013]在一实施例中，所述数据处理子模块包括CPU，所述CPU包括FPGA部分、ARM部分、第一晶振、第二晶振，所述FPGA部分经由多个SPI总线与多个所述振动信号采集子模块连接，所述第一晶振与所述FPGA部分连接，为所述FPGA部分提供采集主时钟信号，所述FPGA部分将所述采集主时钟信号分配到所有SPI总线的主时钟信号线上，所述第二晶振与所述ARM部分连接，为所述ARM部分提供运行时钟信号，所述ARM部分设定采样频率提供给所述FPGA部分，所述FPGA部分根据所述采样频率同步触发多个所述振动信号采集子模块的主时钟信号。
[0014]在一实施例中，所述数据处理子模块还包括固态硬盘，所述固态硬盘经由PCIE接口与所述ARM部分的接口连接。
[0015]在一实施例中，所述船用振动信号采集模块还包括显示子模块，所述显示子模块包括液晶屏和触摸屏，所述液晶屏经由HDMI接口与所述数据处理子模块连接，所述触摸屏经由USB接口与所述数据处理子模块连接。
[0016]在一实施例中，所述船用振动信号采集模块还包括通信子模块，所述通信子模块包括以太网通信单元和光纤通信单元，所述以太网通信单元经由PHY接口与所述数据处理子模块连接，所述光纤通信单元经由SFP接口与所述数据处理子模块连接。
[0017]在一实施例中，所述供电子模块包括主电源、备电源、两个防反接保护电路、两个滤波器、双二极管、隔离直流变压器，所述主电源经由一个所述防反接保护电路与一个所述滤波器连接，所述备电源经由另一个所述防反接保护电路与另一个所述滤波器连接，两个所述滤波器均与所述双二极管连接，所述双二极管输出模拟电路电源提供给多个所述振动信号采集子模块，所述双二极管还与所述隔离直流变压器连接，所述隔离直流变压器输出数字电路电源提供给所述数据处理子模块。
[0018]本申请所述船用振动信号采集模块，能够对船舶主机、发电机、齿轮箱、轴系、辅助系统等机械系统的振动信号进行采集和分析，因此非常适应智能船舶的要求。
附图说明
[0019]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
[0020]图1为本申请一实施方式提供的船用振动信号采集模块的结构示意图；
[0021]图2为本申请一实施方式提供的船用振动信号采集模块中振动信号采集子模块的结构示意图；
[0022]图3为本申请一实施方式提供的船用振动信号采集模块中振动信号采集子模块中的状态反馈电路的结构示意图；
[0023]图4为本申请一实施方式提供的船用振动信号采集模块中数据处理子模块、显示子模块、通信子模块的结构示意图；
[0024]图5为本申请一实施方式提供的船用振动信号采集模块中供电子模块的结构示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0026]请参阅图1所示，本申请一实施方式提供一种船用振动信号采集模块，其包括：
[0027]多个振动信号采集子模块，与多个振动传感器分别一一连接，获取振动信号，所述多个振动传感器分别设置于船舶主机、发电机、齿轮箱、轴系、辅助系统；
[0028]数据处理子模块，与多个所述振动信号采集子模块连接，接收多个所述振动信号采集子模块提供的振动信号，对所述振动信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用振动信号采集模块，其特征在于，其包括：多个振动信号采集子模块，与多个振动传感器分别一一连接，获取振动信号，所述多个振动传感器分别设置于船舶主机、发电机、齿轮箱、轴系、辅助系统；数据处理子模块，与多个所述振动信号采集子模块连接，接收多个所述振动信号采集子模块提供的振动信号，对所述振动信号进行频谱分析，进行船舶机械系统的故障诊断和分析；供电子模块，与多个所述振动信号采集子模块和所述数据处理子模块均连接，分别为多个所述振动信号采集子模块和所述数据处理子模块提供电源。2.如权利要求1所述的船用振动信号采集模块，其特征在于，任一所述振动信号采集子模块均包括同轴电缆接口、恒流源、第一开关、第二开关、第一电容、第一电阻、信号缓冲器、模数转换器，所述同轴电缆接口用于与所述振动传感器连接，并经由所述第一开关连接所述恒流源，经由所述第二开关分别连接所述第一电容、第一电阻，所述第二开关为二选一开关，所述同轴电缆接口、第一电容、第一电阻均与所述信号缓冲器连接，所述信号缓冲器与所述模数转换器连接，所述模数转换器输出所述振动信号；所述振动传感器为IEPE传感器。3.如权利要求2所述的船用振动信号采集模块，其特征在于，所述恒流源具有自身状态指示引脚，所述自身状态引脚经由上拉电阻与所述数据处理子模块连接，所述自身状态指示引脚指示所述恒流源是否开路。4.如权利要求2所述的船用振动信号采集模块，其特征在于，任一所述振动信号采集子模块均包括状态反馈电路，所述状态反馈电路包括第四电阻、第五电阻、第三电容、第一三极管、第二三极管，所述第四电阻的第一端与所述恒流源连接，所述第四电阻的第二端经由所述第三电容接地，所述第四电阻的第二端连接所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的集电极、基极均接地，所述第四电阻的第二端连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经由所述第五电阻连接工作电压，所述第二三极管的集电极与所述数据处理子模块连接。5.如权利要求2所述的船用振动信号采集模块，其特征在于，所述模数转换器为ADI公司...

【专利技术属性】
技术研发人员：林启兴，黄滔，董舟，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：