專利名稱：在線軸承頻譜分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分析儀表，具體說涉及一種在線軸承頻譜分析儀。
背景技術(shù)：
機(jī)械軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時都會發(fā)出聲音，也包括發(fā)出次聲波和超聲波，一個正常的軸承 和一個即將損壞的軸承或已經(jīng)損壞的軸承，發(fā)出的聲音是有差異的，一個有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)測人 員可以熟練的通過聲音來判斷該軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，但該方法有很大的局限性一是通常只能 判別20Hz 15KHz的聲音，對于次聲波和超聲波則因聽不到而無法判別；二是因技術(shù)人員 的經(jīng)驗(yàn)不同，導(dǎo)致判斷的差異很大；三是沒有具體的量化指標(biāo)；四是無法連續(xù)長時間監(jiān)測。 軸承頻譜分析儀可以滿足以上要求，它通過對軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)出的機(jī)械振動波進(jìn)行采樣，范 圍包括次聲波< 20Hz、聲波20Hz 20KHz、超聲波> 20KHz，用微處理器進(jìn)行頻譜分析，將分 析結(jié)果以圖形、圖像的方式顯示給監(jiān)測人員。但現(xiàn)有軸承頻譜分析儀也有很大的局限性被 測軸承在工作時，并非是唯一的個體，周圍還會有很多機(jī)械器件甚至其它軸承，這些機(jī)械器 件都會發(fā)出聲響干擾檢測，若把軸承從設(shè)備中取下單獨(dú)檢測則代價高昂。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有軸承頻譜分析儀存在的問題，本實(shí)用新型提供一種采用若干個探頭，對 被測軸承方向、環(huán)境的其它噪音源方向同時進(jìn)行采樣，采用高速DSP處理器同時對被測的 1個或多個軸承和噪音源進(jìn)行頻譜分析，用被測軸承的頻譜數(shù)據(jù)與噪音源的數(shù)據(jù)相減，最終 得到已過濾掉環(huán)境噪音的軸承頻譜分析結(jié)果的一種在線軸承頻譜分析儀。解決上述問題所采取的技術(shù)方案是一種在線軸承頻譜分析儀，其特征在于由聲音定向?qū)Ч?1)、微處理器( 、軸承 探頭(3)和環(huán)境噪音探頭(4)構(gòu)成，其中，軸承探頭(3)和環(huán)境噪音探頭(4)設(shè)置在聲音定 向?qū)Ч?1)內(nèi)且通過線纜分別與微處理器(2)連接。本實(shí)用新型的積極效果本實(shí)用新型與現(xiàn)有的軸承頻譜分析儀相比，可以對正在 運(yùn)轉(zhuǎn)、工作中的軸承進(jìn)行檢測，可最大化的排除現(xiàn)場環(huán)境噪音干擾，因此還可以制成針對某 些重要軸承部件的固定式在線檢測儀表實(shí)時進(jìn)行在線檢測，可在重要部件失效前提前預(yù) 警，方便用戶提早安排維修與調(diào)度，大大降低用戶的生產(chǎn)風(fēng)險和維修成本。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為探頭與微處理器的電路連接示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1所示，為一種手持式雙探頭在線軸承頻譜分析儀，由聲音定向?qū)Ч?、微處理 器2、軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4構(gòu)成，其中，軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4設(shè)置在聲音定向?qū)Ч?內(nèi)，軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4通過線纜分別與微處理器2連接，微處理器2 安裝在聲音定向?qū)Ч?下方的手柄上。軸承探頭3距離聲音定向?qū)Ч?的前開口處較遠(yuǎn)， 目的是讓被測軸承的聲音5的路徑具有一定的指向性。而環(huán)境噪音探頭4靠近聲音導(dǎo)向管 1的后開口處，可無遮擋的接收來自后方的環(huán)境噪音6。探頭之間要用吸音棉和硅膠填充隔 音，避免噪音與被測聲音混合。軸承探頭3在對軸承探頭聲音5進(jìn)行采樣的同時，噪音探頭 4又對環(huán)境噪音6進(jìn)行采樣。環(huán)境噪音探頭4可以由多個組成，用來采集各個方向的干擾噪 音。軸承探頭3也可以由多個組成，目的是收集更廣頻率范圍的聲音，例如超聲波、次聲波。 被測軸承的聲音5經(jīng)聲音定向?qū)Ч?到達(dá)軸承探頭3，環(huán)境噪音6直接到達(dá)環(huán)境噪音探頭 4。微處理器2對軸承探頭3和噪音探頭4的信號分別進(jìn)行采樣和頻譜分析，并將這兩個頻 譜分析結(jié)果進(jìn)行比較和減法等計(jì)算，最終輸出軸承聲音5過濾掉環(huán)境噪音6后的聲音頻譜， 輸出顯示在屏幕上。圖2所示，為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，是一種固定式雙探頭在線軸承頻譜分析 儀，由聲音定向?qū)Ч?、微處理器2、軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4構(gòu)成，本實(shí)施例中，將聲音 定向?qū)Ч?設(shè)置為兩個，軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4分別設(shè)置在2個聲音定向?qū)Ч?內(nèi)， 軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4通過長距離屏蔽線纜分別與微處理器2連接。軸承探頭3在 對軸承探頭聲音5進(jìn)行采樣的同時，環(huán)境噪音探頭4又對環(huán)境噪音6進(jìn)行采樣。環(huán)境噪音探 頭4可以由多個組成，用來采集各個方向的干擾噪音。軸承探頭3也可以由多個組成，目的 是收集更廣頻率范圍的聲音，例如超聲波、次聲波。被測軸承的聲音5被軸承探頭3拾取， 環(huán)境噪音6被環(huán)境噪音探頭4拾取。微處理器2對軸承探頭3和噪音探頭4的信號分別進(jìn) 行采樣和頻譜分析，并將這兩個頻譜分析結(jié)果進(jìn)行比較和減法等計(jì)算，最終輸出軸承聲音5 過濾掉環(huán)境噪音6后的聲音頻譜，輸出顯示在屏幕上。使用時，可將本實(shí)用新型中的軸承探 頭3放置在軸承或軸承方向處，環(huán)境噪音探頭4放置在噪音源方向處。本實(shí)用新型中，微處理器2采用美國德州儀器(Tl)公司生產(chǎn)的高速DSP系列處理 器，型號為TMS320F28335。軸承探頭3和環(huán)境噪音探頭4采用國產(chǎn)的駐極體MIC，型號為 WM-60A。圖3所示，為軸承探頭3、環(huán)境噪音探頭4和微處理器2的電路連接關(guān)系兩個駐 極體MIC分別接入兩路前置放大單元，信號經(jīng)初步放大處理后，分別接入DSP核心板的ADCO 和ADCl進(jìn)行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。處理結(jié)果通過SCI接口輸出至128x64IXD液晶顯示屏，另 一路通過TxD接口輸出至RS232接口轉(zhuǎn)換電路，同時該接口也可接收各種控制指令。操作按 鍵也將開關(guān)信號接至DSP核心板的多個IO 口 ；電源模塊具有濾波和穩(wěn)壓功能，可將7-36v 直流穩(wěn)壓到5V，為DSP及前置放大單元、IXD液晶屏供電。本實(shí)用新型工作時，來自2個或多個的探頭信號，以44. IKHz的頻率對探頭信號 進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，連續(xù)采樣256點(diǎn)保存在內(nèi)存中，然后對這段數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析計(jì)算，得出256 點(diǎn)的頻譜分析數(shù)據(jù)，DSP首先將這些結(jié)果保存在內(nèi)存中，待所有探頭的頻譜分析結(jié)果都結(jié)束 后，再把來自軸承探頭的頻譜分析結(jié)果與其它的噪音頻譜一一進(jìn)行對比，當(dāng)頻譜中的某個 頻率同時在噪音和軸承探頭中存在時，將通過數(shù)學(xué)模型對其進(jìn)行衰減，實(shí)現(xiàn)過濾環(huán)境噪音 的功能。最后通過顯示屏和數(shù)據(jù)線纜輸出頻譜分析結(jié)果。
權(quán)利要求1. 一種在線軸承頻譜分析儀，其特征在于由聲音定向?qū)Ч?1)、微處理器O)、軸承探 頭(3)和環(huán)境噪音探頭(4)構(gòu)成，其中，軸承探頭(3)和環(huán)境噪音探頭(4)設(shè)置在聲音定向 導(dǎo)管(1)內(nèi)且通過線纜分別與微處理器(2)連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種采用若干個探頭和高速DSP處理器同時對被測的1個或多個軸承和噪音源同時進(jìn)行采樣和頻譜分析，用被測軸承的頻譜數(shù)據(jù)與噪音源的數(shù)據(jù)相減，最終得到已過濾掉環(huán)境噪音的軸承頻譜分析結(jié)果。其結(jié)構(gòu)是由聲音定向?qū)Ч?、微處理器、軸承探頭和環(huán)境噪音探頭構(gòu)成，軸承探頭和環(huán)境噪音探頭設(shè)置在聲音定向?qū)Ч軆?nèi)且通過線纜分別與微處理器連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有軸承頻譜分析儀相比，可對正在運(yùn)轉(zhuǎn)、工作中的軸承進(jìn)行檢測，可最大化的排除現(xiàn)場環(huán)境噪音干擾，實(shí)時進(jìn)行在線檢測，可在重要部件失效前提前預(yù)警，方便用戶提早安排維修與調(diào)度，大大降低用戶的生產(chǎn)風(fēng)險和維修成本。
文檔編號G01M13/04GK201828335SQ201020571278
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者崔德明 申請人:崔德明