三维低频振动检测装置.pdf

本发明公开一种三维低频振动检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括壳体（1），在壳体（1）的下部设置有连接件（2），在壳体（1）内设置有三维激光发射装置（3），三维激光发射装置（3）由形成一个三维坐标系的X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器组成，与上述三个激光器均相配的设置有激光振动检测装置，所述的激光振动检测装置包括一个透镜，在透镜的成像面上设置有二维PSD位置传感器，与二维PSD位置传感器相连有信号调理电路，信号调理电路通过A/D转换电路与数据传输控制器相连，数据传输控制器则与串行数据接收控制器连接，串行数据接收控制器与数字信号处理器连接，数字信号处理器还与PC机相连。

权利要求书1.  一种三维低频振动检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括壳体（1），在壳体（1）的下部设置有连接件（2），在壳体（1）内设置有三维激光发射装置（3），三维激光发射装置（3）由形成一个三维坐标系的X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器组成，与上述三个激光器均相配的设置有激光振动检测装置，所述的激光振动检测装置包括一个透镜，在透镜的成像面上设置有二维PSD位置传感器，与二维PSD位置传感器相连有信号调理电路，信号调理电路通过A/D转换电路与数据传输控制器相连，数据传输控制器则与串行数据接收控制器连接，串行数据接收控制器与数字信号处理器连接，壳体（1）上开设有供三维激光发射装置（3）发出的激光通过的孔。 2.  根据权利要求1所述的三维低频振动检测装置，其特征在于：所述的X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器与激光振动检测装置之间的距离相同，均为2-4米。

说明书三维低频振动检测装置
技术领域
本发明涉及一种振动检测装置，特别是一种三维低频振动检测装置。
背景技术
振动是外力作用在弹性体后产生周期运动的一种自然现象，振动的研究与测试在工程应用和科学测量中占有非常重要的地位。当代工程中各种机械系统：如大型发电设备、重型机械、汽车、船舶、航空航天设备等，都不断向着高速度、高精度、高准确度的方向发展。而由于振动载荷加快了机械设备的失效，降低机器设备的使用寿命甚至导致损坏、酿成事故，因此如何测量振动并采取措施降低其影响已成为当前工业研究领域的热点和难点。现有的低频振动检测装置在检测精度和检测频率范围上已有很大进步，但是在实际低频振动检测应用中，还缺少能够在复杂环境下实时检测多维低频振动数据的低成本振动检测装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，成本低廉，运行稳定，便于安装，且能够对三维方向上的振动数据进行同时检测和采集的三维低频振动检测装置。
本发明的技术解决方案是：一种三维低频振动检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括壳体1，在壳体1的下部设置有连接件2，在壳体1内设置有三维激光发射装置3，三维激光发射装置3由形成一个三维坐标系的X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器组成，与上述三个激光器均相配的设置有激光振动检测装置，所述的激光振动检测装置包括一个透镜，在透镜的成像面上设置有二维PSD位置传感器，与二维PSD位置传感器相连有信号调理电路，信号调理电路通过A/D转换电路与数据传输控制器相连，数据传输控制器则与串行数据接收控制器连接，串行数据接收控制器与数字信号处理器连接，壳体1上开设有供三维激光发射装置3发出的激光通过的孔。
所述的X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器与激光振动检测装置之间的距离相同，均为2-4米。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种结构形式的三维低频振动检测装置，其结构简单，成本低廉，便于安装，运行稳定。它针对传统的振动检测装置难以实现在复杂环境下实时检测多维低频振动数据的问题，设计出一种特殊的检测结构，它创造性地在空间上构建出三维坐标系，同时在X轴、Y轴和Z轴方向上对振动的各项参数（振幅、频率等）进行实时测量，并将测量结果储存起来以备分析和处理，并且它的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1为本发明实施例的工作状态示意图。
图2为本发明实施例壳体部分的结构示意图。
图3为本发明实施例的系统组成框图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种三维低频振动检测装置，它包括一个壳体1，在壳体1的下部设置有连接件2，在进行检测时，需要通过连接件2将壳体1固定并连接在待测物体上，这里的连接件可以根据待测物体的实际情况来进行选择或设计，如连接件2是一种法兰结构，通过螺栓固定连接在待测物体上；如连接件2是一种插接结构，插接并固定在开设在待测物体上的孔中；在壳体1内设置有三维激光发射装置3，这个三维激光发射装置3由X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器组成，并且X轴激光器、Y轴激光器和Z轴激光器共同形成一个三维坐标系，与每个激光器均相配的设置有一个激光振动检测装置，并且三个激光器与三个激光振动检测装置之间的距离相同，其距离范围是2-4米；激光振动检测装置能够接受到激光器中发出的激光，并记录下激光在待测物体振动的过程中所产生的偏差，然后将这些数据发送给与其相连的串行数据接收控制器，由串行数据接收控制器将数据信息发送到数字信号处理器中进行处理，所述的数字信号处理器上可以直接连接显示器、键盘等外设，直接将检测结果显示在显示屏上；同时数字信号处理器还可以与PC机相连，关于振动情况的检测结果可以直接反应在PC机的显示屏上，也存储在PC机的硬盘或其他移动数据存储设备中（如SD卡等）；所述的激光振动检测装置包括一个透镜，在透镜的成像面上设置有二维PSD位置传感器，与这个二维PSD位置传感器相连有信号调理电路，而信号调理电路则通过A/D转换电路与数据传输控制器相连，数据传输控制器与上述的串行数据接收控制器相连。
本发明实施例的三维低频振动检测装置的工作过程如下：首先将壳体1通过连接件2固定连接在待测物体上，然后在三维激光发射装置3的三个激光发射方向上分别设置激光振动检测装置，每个激光振动检测装置距离激光器之间的距离都相同，优选的范围是2-4米，然后开启三维激光发射装置3，在初始状态下，激光器发出的激光经过透镜后，会在二维PSD位置传感器上形成一个位置点，调整该点与二维PSD位置传感器的几何中心点重合，准备工作完成；
当被测物体发生振动时，与之刚性连接的壳体1和三维激光发射装置3也会随之做相同频率和振幅的振动，进而导致三维激光发射装置3发出的激光也会发生振动，在振动的作用下，照射到二维PSD位置传感器上的位置点也会发生相应频率和幅度的位置变化，二维PSD位置传感器将这些数据通过信号调理电路放大后，经A/D转换电路与数据传输控制器（这里选用STM32控制器）输送到串行数据接收控制器（FPGA）中，串行数据接收控制器将三个激光振动检测装置中传来的数据传送到数字信号处理器（DSP）中进行处理，进而测量出被测物体振动时的各项有关于振动的参数，这些参数可以直接显示在PC机的显示屏上，也可以存储在PC机的硬盘中，以备分析和处理。