日期 2012年3月31日 本文主要从结构设计、零件选配方面介绍了手持是无线智能检测仪的设计思路。探头组件的质量小于其所测结构的质量的1/10;数据转换及收发电路,与探头组件在物理空间上分离，并通过通信线连接以进行通信。本方案将信号采集与供电、数据转换等分割开,从而可以极大的减小探头组件的重量和体积,可以满足狭小空间的安装要求,降低对被测结构的动态特性的影响,保证测量精度;另一方,电源与探头组件分开后,电池容量不再受到探头组件的体积限制,有效的解决了振动传感器整体小型化与设备续航能力的矛盾,并且可以将多种供电方式集成从而适用于不同的应用场景,应用灵活性大大改的善,应用范围广,便于推广。基于设备和驱动装置在国民经济中起到的重要作用，一旦设备出现故障，不可避免造成产线瘫痪，设备停止运行甚至重大生产事故等严重后果。截止目前为企业的设备的运行状况监测大多仍采用人工巡检的方式，极大的受到巡检员素质和厂内检测设备精度、规章制度漏洞等可抗因素的限制，设备预防的检修排查效果不如意，问题不能有效解决，常常造成非计划停产事故,产生巨大经济损失。在日益完善的工业自动化产线中，各种轴承、电机、泵体的温度与振动状态，无时无刻不在影响着整个自动化系统的设备健康与使用效率。手持式无线智能点检仪正是为该市场需求产生和设计出的。温度振动一体传感器是指通过集成振动传感芯片和温度传感器芯片，按应用需求进行封装和信号输出的一种复合型传感器变送器。
目录
引言 1
一、手持式无线智能点检仪总体设计方向 2
二、探头部分组件设计 2
（一）探头部分独立设计的目的 2
（二）探头部分元器件的设计和选取 3
（三）探头部分运作总结 4
三、连接线选材思路 5
四、供电、数据转换部分组件设计 5
（一）整体说明 5
（二）供电部分设计 6
（三）数据转换部分设计 6
五、成品应用试验 9
（一）成品应用试验 9
（二）产品设计总结 10
总结 11
致谢 12
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引言
基于电机在设备和驱动装置中起到的重要作用，一旦发带机出现故障，不可避免造成产线瘫痪，设备停止运行甚至重大生产事故等严重后果。截止目前为止皮带机设备的运行状况监测大多仍采用人工巡检的方式，极大的受到巡检员素质和厂内检测设备精度、规章制度漏洞等可抗因素的限制，皮带机预防的检修排查效果不如意，问题不能有效解决，常常造成非计划停产事故,产生巨大经济损失。在日益完善的工业自动化产线中，各种轴承、电机、泵体的温度与振动状态，极大的影响着整个自动化系统的设备健康与使用效率。整个的工业产业有着巨大的传感器需求。而长期以来绝大部分的中高端振动与温度传感器的技术与市场多为欧美企业把持，随着国家对传感器行业的大力扶持。手持式无线智能点检仪正是为该市场需求产生和设计出的。
该篇论文正是通过手持式无线智能点检仪的设计展开对学生自我的动手能力、思维方式、相关专业知识储备、知识的吸收和自我转化进行全面的调动、培养和提升。培养学生查阅资料、自主学习、分析问题、解决问题、统筹安排的能力，结合已经掌握了有关机械设计基础、电路设计以及传感器等理论知识和一些实践技能。使学生对所学知识有个系统的认识和把握，能够全面系统地应用所学的专业知识。
截止目前为止皮带机设备的运行状况监测大多仍采用人工巡检的方式，极大的受到巡检员素质和厂内检测设备精度、规章制度漏洞等可抗因素的限制，皮带机预防的检修排查效果不如意，问题不能有效解决，常常造成非计划停产事故,产生巨大经济损失。在日益完善的工业自动化产线中，各种轴承、本课程设计的是一种基于振动传感器和温度传感器的检查设备。将皮带机，电机相关设备产生的振动机械能通过转化器件转化成电能再化为通俗易懂可视化数据波形图。来减少企业对非计划性停产的损失。提高产业的智能化管理、自动化程度。皮带机属于设备和电机的分类，为了让设计服务社会范围更广。该设计将针对于设备和电机的基础检查的同一性做设计，皮带机检查设备可在但设备上进行个性化。
通过这次实践，培养自主查阅资料、自主学习、分析问题、解决问题、统筹安排的能力，能够全面系统地应用所学的专业知识，调研手持式无线智能点检仪目前的研究背景，查阅资料调研手持式无线智能点检仪设计主要性能指标。确定选用的传感器相关器件类型和型号，选用的材料零件及其优缺点，用计算机辅助设计软件如inventor、PLC设计传感器零部件，模拟并调试手持式无线智能点检仪。预期成果：将皮带机，电机相关设备产生的振动机械能通过转化器件转化成电能再化为通俗易懂可视化数据波形图。来减少企业对非计划性停产的损失。提高产业的智能化管理、自动化程度甚至达到无人化。
一、手持式无线智能点检仪总体设计方向
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图11 设计器件位置分布图
此图为设计成品结构大致布图;
手持式无线智能点检仪整体由三大部分组成：探头部分（如图1中1）、供电部分（如图1中2）和数据转换部分（如图1中3）。其中又可以分为两大块。探头部分通过连接线和供电、数据转换部分相连接。
该设备可以实施连续或者实时的高速度振动和温度信息采集。同时配备多种供电和安装选择，可以根据客户需求个性化定制各种采集数据范围、内容。如供电方式可自由选择有线直接供电或充电式电池可连续采集数据13小时以上。配合相应的网关和数据分析系统，对设备的这种运行状态进行实时分析监测。
二、探头部分组件设计
（一）探头部分独立设计的目的
在设计手持式无线智能检测仪之初，对该测量工具的想法就是既可以手持又可以安装在测试物体上。需要安装时手持式无线智能检测仪不得不考虑其本身附带的质量对采集测量物体产生的动态数据的影响。当无线自动检测仪本身的质量相对被测物体的质量不可忽略时，甚至于在被测的机械结构中需要安装多个检测仪，这时候检测仪的质量显得十重要。其影响可进似根据
公式进行估算，公式中fs为振动传感器的附加质量对被测结构动态特性的影响程度,fm为带振动传感器的结构固有频率,ma为振动传感器的附加质量,ms为结构在该阶固有频率下的等效质量。通过研究发现,般来说,振动传感器的质量在小于其所测结构的质量的1/10时,对被测结构动态特性的影响几乎可以忽略。（注本设计最大的亮点是将探头部分、供电和数据采集部分分开。上述中对被测结构动态特征影响的振动传感器质量为探头部分。）[1]
由此实验结果，为了将手持式无线智能检测仪对采集的数据影响最小。将原有的采集、供电、数据转化和收发电路为一体的传统结构改为探头部分和供电数据转化和收发电路两大部分，通过连接线进行连接。通过结构的重新设计只需要将探头部分安装于被测物体，极大的减少了传感器自身重量对数据的影响同时解决了传感器体积小和供电续航能力冲突，适用的范围和场合更加广。
（二）探头部分元器件的设计和选取
1．（图21中122）为连接设备的螺杆。市面上常见的金属制作材料有45钢、40Cr、氨化钢、38CrMOAl、高温合金等。45钢，价格便宜、机械性能好、易加工，适合探头整体金属材料的选用。再在螺纹处增加上金刚石金属薄膜材料，减轻45钢自身的不耐磨、易腐蚀的弊端，延长产品的使用寿命，且金刚石薄膜材料自带的润滑效果可以使工人连接更加方便提高操作效率。非金属材质测量体可用螺栓安装，金属材质可将连接螺杆改为磁铁固定在（安装体（图21中12）上吸附在金属测量体上。

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