张军 便携式本安型测振记录仪的研制 CEIS-2011张军 便携式本安型测振记录仪的研制 CEIS-2011.pdfVIP

矿用便携式本质安全型测振记录仪的研制 张军、薛光辉、吴淼 (中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京 100083) 摘要：目前国内尚无法在煤矿井下进行振动监测，其主要原因在于尚无可直接应用于煤矿井 下的本质安全型测振记录仪，本文提出并研制了一种“矿用便携式本安型测振记录仪”，仪 器主机基于嵌入式 ARM9 和 PC/104 技术开发，并选用 Windows CE 操作平台。仪器整体按 照 GB3836.4-2000 标准的要求设计，且体积小、便携轻巧、防静电，内置操作系统具有操作 简单、采集速度快、海量存储等特点。仪器已取得矿用产品安全标志证书，可直接应用于煤 矿井下，解决了基于振动的设备故障诊断研究数据获取问题，可为基于振动的相关研究提供 基础数据，同时通过对这些数据的分析可以为综采设备的设计改良和性能改善提供理论依据 和基础。 关键字：测振记录仪；本质安全；煤矿井下；便携； 1 引言 煤矿井下机械设备的状态监测和故障诊断多采用的是铁谱分析技术，但其存在着检测周 期长，对操作人员技术要求高等不足。振动监测作为各种设备最为重要的监测手段之一，在 许多机械设备的状态监测和故障诊断中得到了广泛的应用，并取得显著的经济效益。但 对于 煤矿井下的机械设备，目前尚无可用来采集振动信号的仪器，使得振动监测很难在煤矿井下 开展。因此，急需研制一种装置解决井下设备振动信号的获取问题。 本文提出并研制了一种“矿用便携式本安型测振记录仪”，可采集的振动信号频率范围 为 1Hz~10kHz，满足煤矿井下设备的要求，并具有体积小、便携轻巧、防静电等特点。其 操作系统操作简单、采集速度快、可以实现海量存储。现已取得矿用产品安全标志证书，可 直接应用于煤矿井下。 2 总体设计 煤矿井下的环境一般具有潮湿、含瓦斯、多粉尘等特点，为满足煤矿安全生产要求，应 用于煤矿井下的电气设备必须符合 GB3836.4-2000 等有关???定，且通过矿用产品检测中心的 检验，取得矿用产品安全标志证书。 本仪器的主要技术指标如下：（1）电池供电，满负荷工作时间不少于 3h；（ 2）能采集 存储振动加速度信号，通道数不少于 4 路，单通道采样频率不低于 10kHz；（ 3）存储容量大， 不少于 4G；（ 4）可显示采集到的信号波形；（5）操作简单、方便；（6）体积小、重量轻， 便于携带。 仪器总体设计主要分为硬件部分和软件部分。硬件部分设计包括振动加速度传感器、电 源模块、数据采集模块、数据存储模块和信号调理模块设计。工作原理为传感器将被测设备 的振动加速度信号转换成电信号，经信号调理、模数转换后，存储到主机存储器中，并在液 晶显示屏上显示信号波形。软件部分的设计主要为数据采集模块和存储与显示模块的设计， 其总体设计方案如图 1 所示。 矿用便携式 测振记录仪 硬件部分 软件部分 数据 加速 信号 数据 数据 电源 采集 度传 调理 采集 存储 模块 存储 感器 模块 模块 模块