[发明专利]具监测功能的振动传感器及其振动信号监测方法

说明书

一种具监测功能的振动传感器，其包含基板、微机电振动感测芯片及特殊应用集成电路芯片。微机电振动感测芯片设置基板上，并用于侦测待测物所承受的振动以产生多个振动信号。特殊应用集成电路芯片设置基板上，且电性连接至微机电振动感测芯片，其包含取样模块、转换模块及分析模块。取样模块接收该些振动信号，并将该些振动信号转换为数字信号，再对数字信号进行滤波以产生多个时域数据。转换模块根据预先设定的数量值将该些时域数据转换为一频域数据。分析模块执行比对程序将频域数据与预设频谱特征表比对，并根据比对程序的比对结果发出通知信号。本发明尚提供一种振动信号监测方法。

技术领域

本发明有关于一种振动传感器，特别是一种具监测功能的振动传感器。本发明还涉及此振动传感器的振动信号监测方法。

背景技术

传感器为智能机械与智能制造的重要装置。其中，振动传感器能侦测待测物的振动信号，例如工具机、马达、滚珠螺杆及进给装置等等。待测物的状态数据则可通过分析上述的振动信号获得。

由于振动信号需通过复杂的信号转换及信号分析，故现有的振动传感器并无法直接对获得振动信号的频域数据以进行分析。这些振动信号需要传送至振动传感器外部的监测机台，然后由监测机台内部的微控制器利用信号分析软件执行信号转换及信号分析，以获得待测物的振动状态的信息，因此极度缺乏效率。

此外，由于现有执行信号分析软件的监测机台体积过于庞大，因此极难与现有的振动传感器整合，不易应用于智能机械与智能制造的相关应用领域中。

为了满足不同的监测需求，待测物上可能需要安装多个振动传感器，且需要有较高的取样频率及较宽的频域监测范围，故需要传输大量的数据。因此，现有的振动传感器传送振动信号至振动传感器外部的监测机台时，容易造成数据遗失或使数据传输时间过于长久，而无法对待测物进行即时监测。

发明内容

本发明的目的在提供一种具监测功能的振动传感器及其振动信号监测方法，以解决现有的振动传感器及监测机台使用上缺乏效率、无法对待测物进行即时监测及无法应用于智能机械与智能制造的相关应用领域等问题。

本发明提出一种具监测功能的振动传感器，其包含基板、微机电振动感测芯片及特殊应用集成电路芯片。微机电振动感测芯片设置基板上，并用于侦测待测物所承受的振动以产生多个振动信号。特殊应用集成电路芯片设置基板上，且电性连接至微机电振动感测芯片，其包含取样模块、转换模块及分析模块。取样模块包含模拟前端单元、模拟数字转换单元及滤波单元。模拟前端单元接收该些振动信号。模拟数字转换单元将该些振动信号转换为多个数字信号。滤波单元对该些数字信号进行滤波以产生多个时域数据。转换模块包含转换单元及时间区间单元。时间区间单元传送预先设定的数量值至转换单元。转换单元将该些时域数据转换为一频域数据且该些时域数据的数量值等于预先设定的数量值。分析模块执行比对程序用以将频域数据与预设频谱特征表比对，并根据比对程序的比对结果发出通知信号。

本发明提出另一种振动信号监测方法，其包含下列步骤：侦测待测物所承受的振动以产生多个振动信号；接收该些振动信号，并将该些振动信号转换为多个数字信号；对该些数字信号进行滤波以产生多个时域数据；将该些时域数据转换为一频域数据，该些时域数据的数量值等于该预先设定的数量值；以及执行比对程序将频域数据与预设频谱特征表比对，并根据比对程序的比对结果发出通知信号。

承上所述，依本发明的实施例的具监测功能的振动传感器及其振动信号监测方法，其可提供下述技术效果：

(1)本发明的一实施例中，具监测功能的振动传感器的特殊应用集成电路芯片能对振动信号的频域数据以进行分析，因此可减少分析时间，使即时监测的效率能提升。

(2)本发明的一实施例中，具监测功能的振动传感器的特殊应用集成电路芯片不需要将振动信号传送至振动传感器外部的监测机台即可对振动信号的频域数据以进行分析，故不会导致数据遗失且能缩短数据传输时间。