权利要求书： 1.一种带式输送机用振动信号采集仪，包括壳体，其特征在于，还包括安置在壳体内的接线端子、模拟量采集器、滤波器、安全隔离栅、电源组件；所述滤波器的输入端与接线端子的电源出线端连接，输出端与电源组件的输入端连接，所述电源组件的输出端与模拟量采集器以及安全隔离栅电连接；所述安全隔离栅的输入端与接线端子的信号出线端连接，所述安全隔离栅的输出端与所述模拟量采集器的输入端连接，所述模拟量采集器的输出端与接线端子的信号进线端连接。
2.根据权利要求1所述的带式输送机用振动信号采集仪，其特征在于，所述模拟量采集器包括AD采集模块、处理器以及RS485接口，所述AD采集模块与RS485接口分别连接至处理器。
3.根据权利要求1所述的带式输送机用振动信号采集仪，其特征在于，所述电源组件包括开关电源，所述开关电源的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述开关电源的输出端与所述模拟量采集器以及安全隔离栅连接；所述开关电源的输出端还连接至接线端子，通过接线端子连接至设置在现场的隔爆型振动传感器。
4.根据权利要求3所述的带式输送机用振动信号采集仪，其特征在于，所述电源组件还包括本安电源，所述本安电源的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述本安电源的输出端连接至接线端子，通过接线端子连接至设置在现场的本安型振动传感器。
5.根据权利要求1所述的带式输送机用振动信号采集仪，其特征在于，所述振动信号采集仪中还包括导轨，所述导轨固定设置在壳体内，所述导轨上可移动的安置接线端子。
6.根据权利要求5所述的带式输送机用振动信号采集仪，其特征在于，所述导轨的末端设置有终端固定件。
7.根据权利要求1所述的带式输送机用振动信号采集仪，其特征在于，所述振动信号采集仪中还包括固定导轨，所述固定导轨设置在壳体内，所述固定导轨上安置有安全隔离栅。
说明书： 一种带式输送机用振动信号采集仪技术领域
本实用新型涉及采集仪技术领域，具体涉及一种带式输送机用振动信号采集仪。
背景技术
皮带机输送系统已经成为最重要的散料运输系统，广泛应用于煤矿、冶金、化工、电厂、码头等。驱动机构为皮带机高效、安全运行提供了可靠的保证。皮带机驱动部件作为不可或缺的重要组成部分，由于现场地质条件，安装精度等其他因素，会引起设备的抖动。电动机产生振动，会使绕组绝缘和轴承寿命缩短，影响轴承的正常润滑，振动力促使绝缘缝隙扩大，使外界粉尘和水分入侵其中，造成绝缘电阻降低和泄露电流增大，甚至形成绝缘击穿等事故。
目前皮带机振动传感器均通过硬接线接入主控制器，主控制器将数据上传到服务器，服务器端分析振动信号，并将处理结果发送给主控制器进行报警保护。整个流程环节较多，不确定因素较多，对整个结果影响较大。振动传感器的输出信号通常为模拟量信号，经过长距离传输到主控。由于现场地形复杂，以及变频器等电气设备的影响，会对信号产生干扰，使得采集到的数据不准确，漂移，这对后期的数据处理和故障分析很不利。
由此可见，提供一种能够就近安装并且可靠性高的振动传感器信号采集方案为本领域亟需解决的问题。
实用新型内容
针对于现有技术中由皮带机振动传感器通过硬接线接入主控制器这样的采集方案在可靠性方面所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种带式输送机用振动信号采集仪，实现就近采集振动传感器的模拟量信号，并保证稳定可靠性。
为了达到上述目的，本实用新型提供的带式输送机用振动信号采集仪，包括壳体，以及安置在壳体内的接线端子、模拟量采集器、滤波器、安全隔离栅、电源组件；所述滤波器的输入端与接线端子的电源出线端连接，输出端与电源组件的输入端连接，所述电源组件的输出端与模拟量采集器以及安全隔离栅电连接；所述安全隔离栅的输入端与接线端子的信号出线端连接，所述安全隔离栅的输出端与所述模拟量采集器的输入端连接，所述模拟量采集器的输出端与接线端子的信号进线端连接。
进一步的，所述模拟量采集器包括AD采集模块、处理器以及RS485接口，所述AD采集模块与RS485接口分别连接至处理器。
进一步的，所述电源组件包括开关电源，所述开关电源的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述开关电源的输出端与所述模拟量采集器以及安全隔离栅连接；所述开关电源的输出端还连接至接线端子，通过接线端子连接至设置在现场的隔爆型振动传感器，
进一步的，所述电源组件还包括本安电源，所述本安电源的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述本安电源的输出端连接至接线端子，通过接线端子连接至设置在现场的本安型振动传感器。
进一步的，所述振动信号采集仪中还包括导轨，所述导轨固定设置在壳体内，所述导轨上可移动的安置接线端子。
进一步的，所述导轨的末端设置有终端固定件。
进一步的，所述振动信号采集仪中还包括固定导轨，所述固定导轨设置在壳体内，所述固定导轨上安置有安全隔离栅。
本实用新型提供的带式输送机用振动信号采集仪方案，通过采用模拟量采集器与传感器直接连接的方式，有效的缩短传感器与模拟量采集器之间的距离，从而减少了传感器信号在采集过程中的干扰因素。
进一步的，本方案在此基础上还采用RS485总线对外进行传输，加强了对数据传递过程中的抗干扰能力，从而大幅度提高了数据运行的可靠性。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实例中带式输送机用振动信号采集仪的内结构示例图；
图2为本实例中带式输送机用振动信号采集仪的内结构侧视示例图；
图3为本实例中带式输送机用振动信号采集仪中本安电源的安装示例图；
图4为本实例中模拟量采集器的结构原理图；
图5为本实例中二线制传感器接线图；
图6为本实例中三线制传感器接线图；
图7为本实例中四线制传感器接线图。
附图中的各部件标注：
模拟量采集器1；滤波器2；开关电源3；安全隔离栅4；本安电源5；接线端子6；终端固定件7；15cm导轨8；固定导轨9；壳体10；AD采集模块11；处理器12；RS485接口13。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
针对于现有方案中皮带机振动传感器均通过硬接线接入主控制器，存在信号传输距离远，信号干扰大，从而造成采集到的数据不准确的问题，本实例给出一种带式输送机用振动信号采集仪，通过创新的设计，通过采用模拟量采集器与传感器直接连接的方式，有效的缩短传感器与模拟量采集器之间的距离，以克服现有技术所存在的问题。
参见图1至图3，其所示本实例给出的带式输送机用振动信号采集仪的一种构成示例方案。
由图可知，本实例方案给出的带式输送机用振动信号采集仪主要由模拟量采集器1、滤波器2、开关电源3、安全隔离栅4、本安电源5、接线端子6、壳体10这几个部件相互配合构成。
本实例方案中的壳体10用于安置其它的元器件，并提供稳定的工作环境。作为优选，该壳体10具体采用具有电磁隔离的绝缘箱体结构，以适应带式输送机的工作环境。根据需要还可以进一步采用防爆型的箱体结构。
本实例方案中的接线端子6构成整个振动信号采集仪的输入与输出端口，用于电源的输入与输出，以及采集信号的输入与输出。本实例方案中的接线端子6其电源出线端外接电源，而接线端子6上的信号进线端则连接至设置在现场的隔爆型振动传感器和/或本安型振动传感器。
对于该接线端子6的具体构成，此处不加以限定，可根据实际需求而定。
本实例方案中的接线端子6需要完成电流与信号的传输，需要对接不同的组成部件。据此，为了便于实际的安装配合，本实例进一步引入导轨8，用于安置相应的接线端子6。
具体的，本实例在壳体10内设置相应的导轨8，同时将接线端子6可移动的安置在导轨8，接线端子6能够沿导轨8进行移动调节，实现接线端子6安置位置的调节，以满足不同的实际需求，大大提高实用性。
作为举例，本实例中采用15cm导轨8通过螺栓沿竖直方向固定于壳体10的内壁上。
进一步的，本实例案还在导轨8的末端安装终端固定件7，将元器件固定，防止元器件从导轨上滑出。
需要说明的，本实例中对导轨8以及终端固定件7的具体构成不加以限定，可根据实际需求而定，采用任何所需或可行的方案。
本实例方案中的滤波器2用于对经接线端子6输入的电流进行滤波处理。
具体的，该滤波器2直接固定在壳体10的内壁上，优选分布在导轨8的上端，便于与安置在导轨8上的接线端子6配合。
该滤波器2的输入端与接线端子6的电源出线端连接，同时该滤波器2的输出端分别与开关电源3和本安电源5的输入端连接。
如此设置的滤波器2能够用来阻挡特定频率的频点以上的噪声，进而达到消除电网中的干扰及噪声，让电源输电更加平滑稳定。
这里对于滤波器2的具体构成方案不加以限定，具体可根据实际需求而定。
本实例方案中的本安电源5与开关电源3配构成相应的电源组件，用于对模拟量采集器1与安全隔离栅4供电外，还用于为现场设置的隔爆型振动传感器以及本安型振动传感器。
这里的开关电源3直接固定在壳体10的内壁上。该开关电源3的输入端与滤波器2的输出端进行连接，而开关电源3的输出端则与模拟量采集器1和安全隔离栅4的电源端连接，为其进行供电。
再者，该开关电源3的输出端还连接至接线端子6，通过接线端子6连接至设置在现场的隔爆型振动传感器，实现对设置在现场的隔爆型振动传感器进行供电。
这里的本安电源5直接固定在壳体10的内壁上。该本安电源5的输入端与滤波器2的输出端连接，该本安电源5的输出端连接至接线端子6，通过接线端子6连接至设置在现场的本安型振动传感器，实现对设置在现场的本安型振动传感器进行供电。
这里对于开关电源3与本安电源5的具体构成不加以限定，具体可根据实际需求而定，如可以采用现有稳定可靠的方案。
本实例方案中的安全隔离栅4用于对振动传感器输出的4-20mA模拟量信号进行安全隔离。
这里的振动传感器指设置在现场的隔爆型振动传感器和/或本安型振动传感器。
作为优选，本实例中安全隔离栅4设置在壳体10内。该安全隔离栅4的电源端与开关电源3的输出端连接，该安全隔离栅4的信号输入端，则与接线端子6的信号出线端，而信号输出端则与模拟量采集器1的信号输入端连接。
为了配合安全隔离栅4的安置，本实例还在壳体10内设置相应的固定导轨9，以用于安置相应的安全隔离栅4。
具体的，本固定导轨9优选垂直于箱体10布置，通过螺栓固定于壳体10，安全隔离栅4安装在固定导轨9上，有利于减少安装空间，适合在较小的箱体内安装整套设备。
本实例方案中模拟量采集器1用于对设置在现场的隔爆型振动传感器和/或本安型振动传感器所产生的传感信号进行采集与处理。
具体的，本模拟量采集器1直接固定在壳体10的内壁上，并分布壳体10内壁上部的中间区域，即位于开关电源3的上部以及导轨8之间的区域，这样便于模拟量采集器1与开关电源3以及设置在导轨8上的接线端子6进行连接配合。该模拟量采集器1的电源端直接连接至开关电源3的输出端，该模拟量采集器1的信号输入端连接至安全隔离栅4输出端，该模拟量采集器1的信号输出端通过接线端子6的信号进线端，以通过接线端子6连接至位于主控箱内的上位系统。
基于上述方案，本实例为了能够高效的对现场的振动传感器的传感信号进行采集。
参见图4，本实例中提供的模拟量采集器1主要包括AD采集模块11、处理器12以及RS485接口13。
其中，AD采集模块11的输入端连接至安全隔离栅4输出端，该AD采集模块11的输出端与处理器12进行连接，处理器12与RS485接口14进行连接；RS485接口14连接至接线端子6信号进线端，再由接线端子6信号出线端通过RS458总线与主控箱进行连接。
本实例中的对于处理器13以及RS485接口14具体构成方案此处不加以限定，可根据实际需求而定。
结合图4所示，本模拟量采集器1在工作时，设置在现场的隔爆型振动传感器和/或本安型振动传感器监测现场振动情况产生相应的振动传感信号，输出4-20mA模拟量信号，该模拟量信号经由接线端子6进入到安全隔离栅4，安全隔离栅4在对4-20mA模拟量信号进行安全隔离，以满足防爆要求，并将经过安全隔离的模拟量信号传输至模拟量采集器1的AD采集模块11，AD采集模块11完成信号采集，并经过处理器12处理，存入缓存区，通过RS485接口13由RS458总线传输给主控。
在进行实际部署时，本实例中的模拟量采集器1可以应对二线制、三线制和四线制振动传感器的接线。
参见图5，其所示为本实例中模拟量采集器1与二线制振动传感器的接线示例图。
由图可知，本模拟量采集器1在与二线制振动传感器进行接线时，模拟量采集器1上的AD接口连接至二线制振动传感器的负极，而模拟量采集器1上的接地接口连接至电源的接地口。
参见图6，其所示为本实例中模拟量采集器1与三线制振动传感器的接线示例图。
由图可知，本模拟量采集器1在与三线制振动传感器进行接线时，模拟量采集器1上的AD接口连接至三线制振动传感器的Sout接口，而模拟量采集器1上的接地接口连接至三线制振动传感器的接地口。
参见图7，其所示为本实例中模拟量采集器1与四线制振动传感器的接线示例图。
由图可知，本模拟量采集器1在与四线制振动传感器进行接线时，模拟量采集器1上的AD接口连接至四线制振动传感器的Sout接口，而模拟量采集器1上的接地接口连接至四线制振动传感器的接地口。
与之配合的，本模拟量采集器1中RS485接口可以采用二线和四线两种方式，二线制可以实现真正的多点双向通信。采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强，通信距离远，最大传输距离可达1200m。
作为举例，本实例中所采用到的RS458总线可采用标准Modbus/RTU协议。
本实例给出的带式输送机用振动信号采集仪中滤波器，开关电源，本安电源，模拟量采集器，安全隔离栅等所有元器件均安装于壳体内，能够直接安装在电机附近，实现带式送机驱动电机的振动信号的就近采集，并通过RS485总线传输给主控。这样能够缩短振动传感器到振动信号采集仪的距离，进而减少了不稳定因素；同时RS458总线使用屏蔽电缆通过通讯的方式将数据传递给主控箱，通使得抗干扰能力增加。
本带式输送机用振动信号采集仪中设备外部电源进线接到接线端子6的进线端上，再从接线端子6的出线端连接到滤波器2，滤波器2输出接到开关电源3与本安电源5的输入端；而开关电源3的输出端给模拟量采集器1和安全隔离栅4供电，本安电源5的输出端接到接线端子6的出线端。
如此，外部振动传感器的模拟量信号接入到接线端子6的进线端，接线端子6的出线端接到安全隔离栅4的输入端，安全隔离栅4的模拟量输出端接入模拟量采集器1的输入端，模拟量采集器1的RS485信号输出端接到接线端子6的出线端。
本带式输送机用振动信号采集仪中通过开关电源和本安电源的双电源可选供电方式，实现了有防爆要求的本安型或隔爆型振动传感器的模拟量信号采集。通过模拟量采集器适配二线制、三线制和四线制的接线方式，提高了对振动传感器接线适应性。实现就近安装，减少振动传感器信号采集过程的干扰因素。采用RS485总线作为对外传输方式，加强了对数据传递过程中的抗干扰能力，使得振动信号采集仪的可靠性大大提升。
本带式输送机用振动信号采集仪在整体安装简单，经济性好，可靠性高，通讯距离长且功能完善。
最后需要说明的，本公开具体实施方式省略了已知功能和已知部件的详细说明，为保证设备的兼容性，所采用的操作手段均与市面器械参数保持一致。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
声明：
“带式输送机用振动信号采集仪” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：中煤科工集团上海有限公司
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2024年07月12日 ~ 14日 
