專利名稱：一種機殼振動控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉 及往復式壓縮機機殼振動控制器，具體地說是一種機殼振動控制器。
背景技術：
往復式壓縮機是利用曲軸驅動活塞將氣體壓力提高的旋轉機械設備。壓縮機運行時，機殼能產生一定的振動量。為確保往復式壓縮機正常運轉，預防地腳螺栓松動以及活塞桿松動,必須對往復式壓縮機的機殼振動進行監測,所以需要對機殼振動進行檢測。傳統的機殼振動檢測采用的是機械式振動開關。機械式振動開關是非連續測量，誤差大，經常出現誤動作和不動作現象，極易造成壓縮機運行事故。
實用新型內容針對現有技術中的上述不足之處，本實用新型要解決的技術問題是提供測量準確、誤差小一種機殼振動控制器。本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是一種機殼振動控制器，包括壓電晶體，所述壓電晶體輸入端用于連接機殼，輸出端連接電荷積分器的輸入端，電荷積分器的輸出端連接到放大濾波器的輸入端，放大濾波器輸出端連接加速度積分器的輸入端，力口速度積分器的輸出端連接RMS-DC轉換器的輸入端，RMS-DC轉換器的輸出端連接V/I轉換器。所述電荷積分器是將壓電晶體輸出的電荷形式加速度信號積分成電壓形式加速度信號的積分器。所述放大濾波器為將電壓形式加速度信號進行放大、濾波后輸出動態信號的放大濾波器。所述動態信號為隨機殼振動動態變化的以100mV/g為標準的加速度信號。所述RMS-DC轉換器為將交流電壓形式速度信號轉換為和振動成正比的直流電壓形式速度信號的轉換器。所述V/I轉換器為將直流電壓形式速度信號轉換為4_20mA直流電流信號。本實用新型具有以下優點I.應用范圍廣，可廣泛應用于風機、水泵、電機、壓縮機等領域的振動沖擊測量；2.振動測量準確，誤差較小，使用安全、結構穩定，不易造成壓縮機運行事故。
圖I為本實用新型的總體架構圖；圖2為本實用新型的具體實施總框架圖。其中1為機殼振動控制器，2為安全柵，3為二次儀表。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。如圖I所示為本實用新型的總體架構圖，利用壓電晶體的特性，來感受物體的振動，將壓電晶體產生的電荷進行放大變為電壓信號。電壓信號再進行放大濾波得到IOOmV/g的加速度信號，再經過積分轉換為有效值的mm/s的速度信號，最后經V-I變換輸出標準的4-20mA電流信號。將該電流信號直接連接到PLC、DCS或其他可接受4_20mA電流信號的監視儀表。壓電晶體部分晶體在受到外力作用時，它的兩端就會產生不同的電荷。或在晶體的兩端加上電壓，晶體會產生變形。這種效應被稱為壓電效應。能產生壓電效應的晶體就 叫壓電晶體。壓電晶體受到振動時，兩個表面產生電荷，即壓電效應，機械量轉化為電量。輸入信號為振動信號，輸出信號為壓電晶體的電荷，電荷靈敏度，約幾十pC/g。電荷積分器把振動電荷積分為電壓信號輸出。輸入信號為幾十庫侖的電量信號，輸出信號為電荷積分成電壓信號，公式為V=Q/Cf,其中Cf為積分電容，計算得輸出電壓大概為幾十mV放大濾波器對積分的加速度電壓信號進行放大濾波。對輸入幾十mV的信號進行濾波。動態信號輸出放大濾波后輸出動態信號100mV/g，輸入信號為幾十mV的電壓，適調放大輸出為100mV/g的動態信號。加速度積分器功能為把加速度信號積分成速度信號。對輸入IOOmV加速度信號積分成速度信號，約幾十mV左右。RMS-DC轉換器功能為交流的速度信號進行有效值-直流轉換，輸出和振動成正比的直流電壓信號。輸入電壓為最大為300mV的交流信號，輸出直流電壓最大為200mV。V/I變換器功能為把速度信號進行V/I變換，輸出和振動成正比的4_20mA信號。輸入電壓為振動直流信號O. 4-2V直流信號，經V/I變換，輸出對應4_20mA信號。如圖2所示為本實用新型的具體實施總框架圖，振動控制器I做為現場輸入信號送到控制室，經過安全柵2隔離，在二次儀表3將該振動值顯示出來；安全柵2又稱安全限能器，是本案系統中的重要組成部分，其核心元件為齊納二極管Z，限流電阻R及快速熔斷絲F。安全柵2的主要功能為限流限壓，保證現場儀表可得到的能量在安全范圍內二次儀表3即為顯示儀表PLC或DCS。機殼振動控制器工作理論基礎振動加速度控制器采用壓電晶體，晶體材料在承受一定方向的外力變形時，其電極表面會產生與外力相應的電荷。則有Q=dF其中Q為電荷量，d為壓電晶體的壓電常數，F為作用力我們一般在晶體上加一慣性質量，則根據牛頓第二定律F=ma其中m為質量，a為加速度。將此公式帶入上式，在晶體的兩端即可得到與加速度成正比的電荷量，這就實現了加速度的測量。[0036]機殼振動控制器相關參數如下振動范圍與振動加速度成比例的4_20mA信號輸出；精度2% (可重復性)；動態信號加速度100mv/g ；頻率響應2_2000ΗΖ；感應方向任意； 電源12-30VDC，無極性端子；電氣連接任意可選；殼體材質304SS；使用環境溫度_40°C 100°C ;相對濕度彡90% ；殼體防護等級NEMA 4X, IP65, IP67, 二釘接頭。
權利要求1.一種機殼振動控制器，包括壓電晶體，其特征在于，所述壓電晶體輸入端用于連接機殼，輸出端連接電荷積分器的輸入端，電荷積分器的輸出端連接到放大濾波器的輸入端，放大濾波器輸出端連接加速度積分器的輸入端，加速度積分器的輸出端連接RMS-DC轉換器的輸入端，RMS-DC轉換器的輸出端連接V/I轉換器。
2.根據權利要求I所述的機殼振動控制器，其特征在于，所述電荷積分器是將壓電晶體輸出的電荷形式加速度信號積分成電壓形式加速度信號的積分器。
3.根據權利要求I所述的機殼振動控制器，其特征在于，所述放大濾波器為將電壓形式加速度信號進行放大、濾波后輸出動態信號的放大濾波器。
4.根據權利要求3所述的機殼振動控制器，其特征在于，所述動態信號為隨機殼振動動態變化的以100mV/g為標準的加速度信號。
5.根據權利要求I所述的機殼振動控制器，其特征在于，所述RMS-DC轉換器為將交流 電壓形式速度信號轉換為和振動成正比的直流電壓形式速度信號的轉換器。
6.根據權利要求I所述的機殼振動控制器，其特征在于，所述V/I轉換器為將直流電壓形式速度信號轉換為4-20mA直流電流信號。
專利摘要本實用新型涉及一種機殼振動控制器，具體地說是一種機電一體化的壓電振動控制器。其中壓電晶體輸入端連接機殼，輸出端連接電荷積分器的輸入端，電荷積分器的輸出端連接到放大濾波器的輸入端，放大濾波器輸出端連接加速度積分器的輸入端，加速度積分器的輸出端連接RMS-DC轉換器的輸入端，RMS-DC轉換器的輸出端連接V/I轉換器。利用無源壓電晶體的正壓電效應，將壓電晶體的輸出電荷轉換為與振動量成正比的電流信號。可直接匹配儀表顯示讀數、記錄、數據采集器進行采集分析。由于傳感器中的敏感元件采用壓電晶體，可廣泛應用風機，水泵，電機，壓縮機等領域的振動沖擊測量。
文檔編號F04B49/06GK202768360SQ201220451008
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者闞玉蘭 申請人:沈陽透平機械股份有限公司