一种液压泵故障检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及液压泵技术领域，具体涉及一种液压泵故障检测系统。


背景技术：

2.液压系统被广泛的应用于工程机械、数控车床、大型船舶等机械设备上，与普通的机械传动系统相比，液压系统能够以较小的体积产生较大的传动力，控制简单方便。液压泵是液压系统的核心元件之一，也是故障发生率较高的元件之一。液压泵的主要故障包括：轴承磨损或断裂、滑靴与球头松脱、滑靴与斜盘之间磨损、阀芯卡住及阀芯与阀体磨损等。这些故障产生的原因主要有磨损、疲劳、密封件老化等，如果上述故障不能被及时发现并解决，很有可能造成不可估计的经济损失，甚至威胁到工作人员的生命安全。
3.液压泵在不同的工作状态下会产生不同频率的振动信号，振动信号可以通过连接处向外传动直到最外层的液压泵泵壳，因此液压泵泵壳的振动信号中隐含着丰富的表征液压泵工作状态的特征信息。而且，相比于温度、油压等参数，振动信号更能直接快速准确地反映液压泵的运行状态，因此，通过振动信号检测液压泵的运行状态，对于及时发现液压泵的故障具有极大的实用意义。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种液压泵故障检测系统，其目的在于及时有效地检测液压泵的工作状态，避免事故的发生。
5.第一方面，本实用新型提供了一种液压泵故障检测系统，包括依次连接的振动信号采集模块、信号处理模块、控制模块和串口通信模块，所述信号处理模块包括依次连接的信号放大单元、滤波单元、跟随单元和ad转换单元；所述振动信号采集模块包括振动加速度传感器，所述振动加速度传感器设置在液压泵的泵壳上；
6.所述信号放大单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一放大器，第一电阻的第一端与振动加速度传感器连接，第一电阻的第二端与第一放大器的反相输入端连接，第二电阻的第一端接地，第二电阻的第二端与第一放大器的同相输入端连接，第一放大器的反相输入端还与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与第一放大器的输出端连接；第三电阻的第二端还与第五电阻的第一端连接，第五电阻的第二端接地；第一放大器的输出端还与滤波单元的输入端连接；
7.所述滤波单元包括第一电容和第六电阻，第一电容的第一端与第一放大器的输出端连接，第一电容的第二端与第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端接地；第一电容的第二端还与跟随单元的输入端连接；
8.所述跟随单元包括第二放大器，第二放大器的同相输入端与第一电容的第二端连接，第二放大器的反相输入端与第二放大器的输出端连接，第二放大器的输出端还与ad转换单元的输入端连接；ad转换单元的输出端与控制模块的输入端连接。
9.优选地，所述振动加速度传感器采用lc0104t压电加速度传感器。
10.优选地，所述振动加速度传感器采用lk411
‑
19压电加速度传感器。
11.优选地，所述串口通信模块包括rs232串口通信单元，rs232串口通信单元与控制模块电性连接。
12.优选地，所述rs232串口通信单元采用max3232芯片。
13.优选地，所述控制模块采用stm32系列芯片。
14.优选地，所述ad转换单元采用ad7606芯片。
15.优选地，还包括显示模块，显示模块与控制模块电性连接。
16.本实用新型提供的一种液压泵故障检测系统，通过振动加速度传感器采集液压泵泵壳的振动信号，对振动信号进行处理后通过串口通信模块发送至上位机。本实用新型通过检测液压泵泵壳的振动信号及时有效地监测液压泵的工作状态，避免了事故的发生，提高了安全性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
18.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例的信号放大单元、滤波单元和跟随单元的电路图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
21.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
22.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种液压泵故障检测系统，包括依次连接的振动信号采集模块、信号处理模块、控制模块和串口通信模块，信号处理模块包括依次连接的信号放大单元、滤波单元、跟随单元和ad转换单元。振动信号采集模块包括振动加速度传感器，振动加速度传感器设置在液压泵的泵壳上。振动加速度传感器将液压泵泵壳的振动信号转换为被识别的电压信号，信号处理模块将电压信号进行放大、滤波、模数转换生成数字电压信号并发送至控制模块，控制模块将数字电压信号通过串口通信模块发送至上位机，从而实现对液压泵泵壳振动状态的监控。
23.本实施例中，信号放大单元包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5和放大器u1，电阻r1的第一端与振动加速度传感器连接，电阻r1的第二端与放大器u1的反相输入端连接，电阻r2的第一端接地，电阻r2的第二端与放大器u1的同相输入端连接，放大器u1的反相输入端还与电阻r3的第一端连接，电阻r3的第二端与电阻r4的第一端连接，电阻r4的第二端与放大器u1的输出端连接。电阻r3的第二端还与电阻r5的第一端连接，电阻r5的第二
端接地，放大器u1的输出端还与滤波单元的输入端连接。放大器u1的电源端接 5v电源，放大器u1的接地端接地。滤波单元包括电容c1和电阻r6，电容c1的第一端与放大器u1的输出端连接，电容c1的第二端与电阻r6的第一端连接，电阻r6的第二端接地，电容c1的第二端还与跟随单元的输入端连接。跟随单元包括放大器u2，放大器u2的同相输入端与电容c1的第二端连接，放大器u2的反相输入端与放大器u2的输出端连接，放大器u2的输出端还与ad转换单元连接。放大器u2的电源端接 5v电源，放大器u2的接地端接地。
24.其中，振动加速度传感器采用lc0104t压电加速度传感器和lk411
‑
19压电加速度传感器的其中一种或两种。液压泵泵壳振动的频率范围为2
‑
2000hz，lc0104t压电加速度传感器采集的频率范围为0.5
‑
9000hz，lk411
‑
19压电加速度传感器采集的频率范围为0.2
‑
20000hz，lc0104t压电加速度传感器和lk411
‑
19压电加速度传感器将传统的压力加速度传感器与电荷放大器集于一体，能直接与液压泵的泵壳连接。
25.本实施例中，串口通信模块包括rs232串口通信单元，rs232串口通信单元与控制模块电性连接，rs232串口通信单元采用max3232芯片。控制模块采用stm32系列芯片，优选地，控制模块采用选用stm32f103zet6处理芯片。ad转换单元采用ad7606芯片，对接收到的模拟电压信号进行采样，采样结束后，进入保持时间，在这段时间内，采样的模拟电压信号被转化为可读的数字电压信号。本实施例还包括显示模块，显示模块采用lcd1602显示屏，与控制模块电性连接，控制模块控制显示模块显示数字电压信号。
26.本实用新型实施例提供的一种液压泵故障检测系统，通过振动加速度传感器采集液压泵泵壳的振动信号，对振动信号进行处理后通过串口通信模块发送至上位机。本实用新型实施例通过检测液压泵泵壳的振动信号及时有效地监测液压泵的工作状态，避免了事故的发生，提高了安全性。且本实用新型实施例结构简单、成本较低、适用范围广。
27.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。