一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法因本發(fā)明采用MEMS雙軸加速度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓電式加速度傳感器作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測(cè)振元件并通過(guò)電流環(huán)變送模塊輸出PLC可接受的模擬信號(hào)，可在有效減少相應(yīng)器件的同時(shí)，因采用模擬電流形式輸出給PLC，故而可有效防止電磁干擾。
【專利說(shuō)明】一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感變送器，尤其涉及一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，通常采用常規(guī)的壓電式加速度傳感器作為測(cè)振器件，壓電式加速度計(jì)需要配合電荷放大器、信號(hào)調(diào)理器方可工作，而且信號(hào)調(diào)理器輸出的信號(hào)并非為常見(jiàn)PLC所能兼容的模擬信號(hào)(如(TlOV或者20πιΑ)，故需要對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，增加系統(tǒng)成本。而且壓電加速度傳感器采用同軸電纜作為信號(hào)傳輸介質(zhì)，而同軸電纜的耐彎折、耐捆扎、抗低溫性能不佳，限制了它的應(yīng)用環(huán)境。另外該類傳感器為電壓型輸出，當(dāng)線纜較長(zhǎng)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)信號(hào)衰減，影響測(cè)量精度，并很容易受到風(fēng)機(jī)中嚴(yán)酷的電磁環(huán)境的干擾而導(dǎo)致精度下降甚至損壞。同時(shí)壓電式加速度傳感器對(duì)超低頻振動(dòng)(0.1Hz及以下)不敏感，限制了它在風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)視的應(yīng)用。最后壓電式加速度計(jì)的防水、耐沖擊性能一般。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述【背景技術(shù)】存在的缺陷，提供一種采用MEMS雙軸加速度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓電式加速度傳感器作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測(cè)振元件并通過(guò)電流環(huán)變送模塊輸出PLC的低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法，包括如下步驟:
步驟1:利用MEMS雙軸加速度傳感器采集測(cè)量安裝平面的兩個(gè)方向上的加速度信號(hào)并輸出對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)；
步驟2:利用信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸出的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、比例轉(zhuǎn)換處理；
步驟3:利用電流環(huán)變送模塊對(duì)已經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊處理的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓-電流轉(zhuǎn)換并輸出相應(yīng)的電流信號(hào)；
步驟4:通過(guò)電流輸出接口輸出電流信號(hào)給PLC。
[0005]綜上所述，本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法，因采用MEMS雙軸加速度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓電式加速度傳感器作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測(cè)振元件并通過(guò)電流環(huán)變送模塊輸出PLC可接受的信號(hào)形式，可在有效減少相應(yīng)器件的同時(shí)，因采用模擬電流形式輸出給PLC，故而可有效防止電磁干擾。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0007]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及效果，以下茲例舉實(shí)施例并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0008]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器，安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的受監(jiān)測(cè)振動(dòng)器械上，并和PLC相互電連接以傳遞信號(hào)，其包括一 MEMS雙軸加速度傳感器、兩信號(hào)調(diào)理模塊、兩電流環(huán)變送模塊、兩電流環(huán)輸出接口。
[0009]請(qǐng)續(xù)參閱圖1，其中一信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)置在MEMS雙軸加速度傳感器的一信號(hào)輸出端(X信號(hào)輸出端)與其中一電流環(huán)變送模塊的信號(hào)輸入端之間并分別與MEMS雙軸加速度傳感器及一電流環(huán)變送模塊實(shí)現(xiàn)電連接以傳遞信號(hào)。
[0010]另一信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)置在MEMS雙軸加速度傳感器的另一信號(hào)輸出端(Y信號(hào)輸出端)與另一電流環(huán)變送模塊的信號(hào)輸入端之間并分別與MEMS雙軸加速度傳感器及另一電流環(huán)變送模塊實(shí)現(xiàn)電連接以傳遞信號(hào)。
[0011]本發(fā)明一種用于兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)的低頻加速度傳感變送器進(jìn)一步包括三防護(hù)模塊。
[0012]其中一防護(hù)模塊的輸入端與其中一電流環(huán)變送模塊輸出端相互電連接；另一防護(hù)電路模塊的輸入端與另一電流環(huán)變送模塊模塊輸出端相互電連接；第三防護(hù)電路模塊的輸入端與電源轉(zhuǎn)換模塊數(shù)傳端相互電連接。因防護(hù)電路模塊的設(shè)置，故本發(fā)明能有效抵御風(fēng)機(jī)中嚴(yán)酷的電磁環(huán)境帶來(lái)的瞬態(tài)干擾，特別是可防止浪涌干擾。
[0013]MEMS雙軸加速度傳感器用于監(jiān)控其安裝平面的X向和Y向的加速度并輸出相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)。MEMS雙軸加速度傳感器的安裝平面X向和Y向相互垂直。
[0014]因MEMS雙軸加速度傳感器對(duì)超低頻加速度很敏感，甚至是傾角帶來(lái)的恒定的重力加速度的特性，可在有效滿足測(cè)量常規(guī)振動(dòng)的基礎(chǔ)上對(duì)最影響風(fēng)機(jī)安全的塔架、葉片的超低頻振的測(cè)量需求；同時(shí)，MEMS雙軸加速度傳感器具備很強(qiáng)的耐沖擊能力。
[0015]具體地，MEMS雙軸加速度傳感器可監(jiān)視其安裝平面的X向和Y向的加速度并輸出
0.5^4.5V的模擬電壓信號(hào)，所以提高了系統(tǒng)的集成度。所述MEMS雙軸加速度傳感器采用輸出加速度與輸出模擬電壓信號(hào)的比例因子為?ν/g，頻響范圍為O飛500Hz，并可以承受高達(dá)3000g的沖擊的MEMS雙軸加速度傳感器。所述頻響范圍為0-5500ΗΖ可覆蓋了風(fēng)機(jī)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的頻率范圍。
[0016]兩信號(hào)調(diào)理模塊用于對(duì)MEMS雙軸加速度傳感器送入的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、比例轉(zhuǎn)換處理并輸出。具體的，信號(hào)調(diào)理模塊在進(jìn)行比例轉(zhuǎn)換時(shí)，將MEMS雙軸加速度傳感器送入0.5-4.5V模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成5V模擬電壓信號(hào)。
[0017]電流環(huán)變送模塊能各自獨(dú)立地完成模擬電壓信號(hào)向滿足PLC需求的模擬電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換，且分別通過(guò)一電流輸出接口向PLC傳送模擬電流信號(hào)。具體的，電流環(huán)變送模塊能獨(dú)立完成f5V模擬電壓信號(hào)向20πιΑ模擬電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換。故本發(fā)明最終的信號(hào)輸出形式是為常見(jiàn)PLC所接受的20πιΑ模擬電流信號(hào)，且可同時(shí)避免原距離傳輸時(shí)形成信號(hào)嚴(yán)重衰減的情況。
[0018]具體的，電流環(huán)變送模塊內(nèi)部具備互導(dǎo)被設(shè)定為4mS電流串聯(lián)負(fù)反饋電路。因電流串聯(lián)負(fù)反饋電路為業(yè)內(nèi)習(xí)知的技術(shù)，再次不再贅述。
[0019]本發(fā)明進(jìn)一步包括一電源轉(zhuǎn)換模塊，該電源轉(zhuǎn)換模塊用于將向MEMS雙軸加速度傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊及電流環(huán)變送模塊提供工作時(shí)的電力。
[0020]本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法器包括如下步驟:步驟1:利用MEMS雙軸加速度傳感器采集測(cè)量安裝平面的兩個(gè)方向上的加速度信號(hào)并輸出對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)；
步驟2:利用信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸出的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、比例轉(zhuǎn)換處理；
步驟3:利用電流環(huán)變送模塊對(duì)已經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊處理的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行電壓-電流轉(zhuǎn)換并輸出相應(yīng)的電流信號(hào)；
步驟4:通過(guò)電流輸出接口輸出電流信號(hào)給PLC。
[0021]所述步驟I中MEMS雙軸加速度傳感器輸出的模擬電壓信號(hào)的范圍為0.5-4.5V。
[0022]所述步驟2中信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)MEMS雙軸加速度傳感器送入的模擬電壓由0.5-4.5V向1-5V進(jìn)行對(duì)應(yīng)的比例轉(zhuǎn)換。
[0023]所述步驟3中電流環(huán)變送模塊具備一互導(dǎo)為4mS的電流串聯(lián)負(fù)反饋電路以確保電流環(huán)變送模塊輸出的模擬電流信號(hào)的范圍為4-20mΑ。
[0024]綜上所述，本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法，因采用MEMS雙軸加速度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓電式加速度傳感器作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測(cè)振元件并通過(guò)電流環(huán)變送模塊輸出PLC可接受的信號(hào)形式，可在有效減少相應(yīng)器件的同時(shí)，因采用模擬電流形式輸出給PLC，故而可有效防止電磁干擾。
[0025]以上所述的技術(shù)方案僅為本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法的較佳實(shí)施例，任何在本發(fā)明一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法基礎(chǔ)上所作的等效變換或替換都包含在本專利的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低頻加速度傳感變送器的信號(hào)變送方法，包括如下步驟: 步驟1:利用MEMS雙軸加速度傳感器采集測(cè)量安裝平面的兩個(gè)方向上的加速度信號(hào)并輸出模擬電壓信號(hào)給信號(hào)調(diào)理模塊； 步驟2:利用信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸出的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、比例轉(zhuǎn)換處理后輸出給電流環(huán)變送模塊； 步驟3:利用電流環(huán)變送模塊對(duì)模擬電壓信號(hào)進(jìn)行模擬電壓-模擬電流轉(zhuǎn)換并輸出模擬電流信號(hào)； 步驟4:通過(guò)電流環(huán)輸出接口輸出電流信號(hào)給PLC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)變送方法，其特征在于:所述步驟I中MEMS雙軸加速度傳感器輸出的模擬電壓信號(hào)的范圍為0.5-4.5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號(hào)變送方法，其特征在于:所述步驟2中信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)MEMS雙軸加速度傳感器送入的電壓由0.5-4.5V向f 5V進(jìn)行對(duì)應(yīng)的比例轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)變送方法，其特征在于:所述步驟3中電流環(huán)變送模塊輸出的電流信號(hào)的范圍為20Μ。
【文檔編號(hào)】G01P15/18GK103454452SQ201310017855
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】李泳林 申請(qǐng)人:成都阜特科技股份有限公司