继电器输出振动速度变送器的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种继电器输出振动速度变送器。该专利由沈阳振科仪表有限公司申请，并于2017年12月1日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种继电器输出振动速度变送器。

发明背景

目前的振动速度变送器只能根据出厂设定值监测机器实际振动值的大小，不能根据机器运行时间来修改量程，如果机器长时间运行，机器老化，振动值变大只能更换新的振动速度变送器。

发明内容

本发明一种继电器输出振动速度变送器包括：压电传感器、信号采集电路、第一信号处理单元、第二信号处理单元、CPU处理电路、电压-电流转换电路、HART通讯电路、信号叠加电路以及继电器输出电路；所述信号采集电路一端连接所述压电传感器，另一端连接所述第一信号处理单元，采集所述压电传感器的与振动加速度成比例的微电压信号；所述第一信号处理单元将所述微电压信号滤波放大积分后传输至所述第二信号处理单元；所述第二信号处理单元将积分后的电压信号进行有效值转换、低通滤波以及阻抗转换后传输至所述CPU处理电路；所述CPU处理电路将所述阻抗转换后的电压信号进行模/数转换和数/模转换后，控制所述电压-电流转换电路、HART通讯电路、继电器输出电路；所述信号叠加电路是将所述CPU处理电路数/模转换后的电压信号与HART电路输出的交流信号进行叠加，输出至电压-电流转换电路；所述电压-电流转换电路是将输出的电压信号转换为电流信号，并将所述电流信号叠加到电源上输出；所述HART通讯电路通过FSK信号将所述电流输出转换为交流信号，传输至HART手操器；所述继电器输出电路与所述CPU电路连接。

所述第一信号处理单元包括：一级放大电路、二阶低通滤波器电路、一级交流耦合电路、二级放大电路、积分电路、二级交流耦合电路以及三级放大电路；所述一级放大电路将所述信号采集电路输出的微电压信号进行放大；所述二阶低通滤波电路是滤除放大后的微电压信号中的高频分量；所述一级交流耦合是传输所述二阶低通滤波电路输出的交流信号，并滤除所述交流信号中的低频干扰信号；所述二级放大电路将滤除低频干扰信号后的信号进行放大；所述积分电路是通过积分处理将所述二级放大电路输出的加速度信号转换为速度信号；所述二级交流耦合电路处理所述速度信号，并滤除所述速度信号中的低频分量；所述三级放大电路放大所述滤除低频分量后的速度信号。

所述第二信号处理单元，包括：有效值转换电路、滤波电路以及阻抗转换电路；所述有效值转换电路将处理后的速度信号进行峰值有效值转换，并将转换后的直流分量输出至所述低通滤波电路，所述低通滤波电路滤除所述直流分量信号的高频分量；所述阻抗转换电路降低滤除高频分量后的直流分量信号的输出阻抗。

进一步地，还包括：输出环路保护电路与所述电压电流转换电路连接，将电源变成无极性连接，防止电压反接导致电路烧毁。还包括：报警单元，所述报警单元与所述继电器输出端连接。所述压电传感器为压电陶瓷。

本发明实现了振动速度变送器的基本功能：正常测量旋转机械的振动值大小；增加了HART功能已实现远程修改参数，包括修改量程、设置继电器动作的报警值的大小、零点校准，增加了一路接点输出，可以直接驱动控制系统里的报警电路，实现报警功能，提高了工作效率。