基于ADXL202的风机振动监测系统

    风机设备运行异常如不及时发现，就会损坏设备，严重影响生产。目前在国内各类大型风机的运行监测方面，尚有许多机组的监视系统是落后和不完善的。风机故障常从振动方面体现出来.根据振动信号进行监测与诊断是目前风机设备维护管理的主要手段。该技术的发展，将使得设备维修方式从传统的”事故维修’‘和”定期维修“过渡到现代的”预知性维修“。可将传感器节点布置在风机的表面和内部，实时监测各个部位的状况，及时提交给监控中心。传感器节点的关键部分是振动传感器，本文介绍基fADXL202的风机振动检测与分析系统。

1ADXL202简介

1.，特性简介

    ADXL202是AnalogDevice公司生产的一款高性能、低功耗的两轴加速度传感器，模拟输入，可以测量动态、静态加速度，测量范围正负2g。它由振荡器，X、Y方向传感器，相敏检波电路和占空比调制器组成。X、Y方向传感器是两个相互正交的加速度传感器，它们同时工作。

1.2应用电路与引脚功能

    ADXL202采用8脚LCC封装，基本应用电路如图l所示.

    ST为自测试引脚;^xouT和^You’r是数字信号输出引脚;^xFILT和^YFILT是模拟信号输出引脚.要通过电容接地;TZ引脚通过电阻接地.用于设定数字信号的周期.

1.3输出特性

    ^xFILT和^YFILT引脚的外接电容^C(x，Y)确定输出信号带宽，同时也可以滤除噪声，抑制零点漂移.式(l)为一3dB带宽的计算公式。

2风机振动监测系统设计

2.，硬件设计

    风机振动监测系统由从机模块、上位机模块两部分组成。从机模块即传感器节点，安装在风机上，由振动传感器ADXL202、处理器PIC16F873、低通滤波单元、周期匹配电路、运放电路以及485接口电路组成.其构成框图如图3所示。

    风机故障诊断中，采用的基本方法是时域监测、频域诊断。本系统对传感器输出的模拟信号用带通滤波器滤波，提取有效频带内的信号.从而判断风机的工作状况和故障所在。带通滤波器由两路硬件低通滤波单元和处理器软件编程实现。由于模拟信号是X、Y两轴信号，所以共有四路低通滤波单元。

    低通滤波单元采用八阶低通滤波器MAX7480，截止频率由其CLK管脚的时钟频率FCLK配置。处理器根据需要配置两个滤波器的截止频率Fc，从而可以提取信号带宽内的任意有效频带的信息。式(3)为截止频率的计算公式。

    处理器对数字信号解码有多种方式。固定周期T2，测量脉宽Tl是可靠度较高的解码方式。T2由周期匹配电路确定。周期匹配电路本质上是一个可微调的电阻网络，同时加入了I²C接口的数字电位器AD5245，以方便处理器对周期进行校正，确保周期精确.本系统设定周期为5ms。