專利名稱：往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電類，特別涉及一種往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
往復(fù)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作條件惡劣，因此，發(fā)生故障的可能性較大。對于往復(fù)機(jī)械內(nèi)部輕微磨損故障，借助于穩(wěn)定工況下測試極難發(fā)現(xiàn)。大量的經(jīng)驗(yàn)證明，對于往復(fù)機(jī)械的某些故障的診斷，靠瞬變工況進(jìn)行故障監(jiān)測與診斷是一個(gè)非常有效的方法即通過急速的抖動油門促使往復(fù)機(jī)械轉(zhuǎn)速急劇變化，使配合機(jī)件間特別是因磨損而間隙增大處產(chǎn)生較大的瞬態(tài)沖擊力，引起結(jié)構(gòu)共振，以便于確定機(jī)器狀態(tài)及識別故障。然而，現(xiàn)有基于i^ourier變換技術(shù)的振動分析工具，只適合于平穩(wěn)工況，不適合用于非平穩(wěn)、特別是瞬變工況的機(jī)械振動。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為解決往復(fù)機(jī)械內(nèi)部輕微故障特征的增強(qiáng)檢測與診斷問題， 提供一種往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置。本實(shí)用新型往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置，由依次連接的傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、信號采集模塊和計(jì)算機(jī)信號分析模塊構(gòu)成；傳感器模塊包括一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器及至少一個(gè)振動傳感器。所述的振動傳感器為壓電陶瓷振動傳感器或ICP加速度傳感器；所述的轉(zhuǎn)速傳感器為霍爾傳感器、光電傳感器或磁電式傳感器。所述的信號調(diào)理模塊主要指對傳感器的信號進(jìn)行調(diào)理的調(diào)理電路，由濾波電路、 放大電路和供電電路組成。所述的信號采集模塊主要指用于信號采集的采集板卡，采集板卡有二路以上的信號輸入、輸出。所述的計(jì)算機(jī)信號分析模塊包括計(jì)算機(jī)主機(jī)及計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝重采樣階比跟蹤分析程序。階比跟蹤能分析信號中與轉(zhuǎn)速相關(guān)的成分隨轉(zhuǎn)速的變化情況，實(shí)現(xiàn)往復(fù)機(jī)械內(nèi)部輕微故障特征的增強(qiáng)檢測與診斷。本實(shí)用新型能夠在瞬變工況下實(shí)現(xiàn)往復(fù)機(jī)械內(nèi)部輕微故障特征的增強(qiáng)檢測與診斷。相比傳統(tǒng)的階比跟蹤裝置，安裝方便，造價(jià)低又有較好的使用維護(hù)性能。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的硬件等角度采樣-固定光電脈沖編碼器或外部觸發(fā)采樣相比，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)。

圖1是本實(shí)用新型的原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型的往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤程序流程框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。如圖1所示，本實(shí)用新型是由依次連接的傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、信號采集模塊和計(jì)算機(jī)信號分析模塊組成，所述傳感器模塊包括一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器及至少一個(gè)振動傳感器。其中，振動傳感器通過磁吸盤固定于往復(fù)機(jī)械監(jiān)測點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速傳感器通過支架安裝于往復(fù)機(jī)械的主軸附近。傳感器模塊用于獲取往復(fù)機(jī)械轉(zhuǎn)速及振動信號；信號調(diào)理模塊通過濾波、放大、整形等手段，對轉(zhuǎn)速、振動信號進(jìn)行調(diào)理；信號采集模塊通過等時(shí)采樣，將來自傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換為具有等時(shí)間隔特征的數(shù)字信號；計(jì)算機(jī)信號分析模塊通過重采樣方法將相等時(shí)間間隔的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗟冉嵌乳g隔的數(shù)字信號，實(shí)現(xiàn)等角度采樣，從而可以對振動信號進(jìn)行階比跟蹤分析。如果振動傳感器采用的是ICP加速度傳感器，則采用恒流源為ICP傳感器供電， 保證ICP傳感器處于標(biāo)準(zhǔn)工作電流范圍；同時(shí)，在電路中引入高通濾波電路，將輸出信號中 IOV的直流分量信號濾去；最后，在電路中引入了低通濾波電路，消除電路中的噪聲干擾。 如果采用壓電陶瓷振動傳感器，則采用電荷放大器對信號進(jìn)行增益放大，并采用濾波電路。 采集板卡通過A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈葧r(shí)間隔的數(shù)字信號，采樣頻率設(shè)置20kHz以上。采集模塊采得的數(shù)字信號送入計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)內(nèi)的重采樣階比跟蹤分析程序，如圖 2所示，將等時(shí)間隔的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈冉嵌乳g隔的數(shù)字信號，并進(jìn)行階比跟蹤分析。如果機(jī)器早期磨損故障，通過采用瞬變工況急加速的方式增強(qiáng)機(jī)器內(nèi)部各配合副之間的激勵(lì)， 采用本實(shí)用新型裝置采集并分析信號，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并報(bào)警，也可經(jīng)打印機(jī)輸出檢測結(jié)果。上面所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置，其特征在于，所述裝置由依次連接的傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、信號采集模塊和計(jì)算機(jī)信號分析模塊組成，所述傳感器模塊包括一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器及至少一個(gè)振動傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置，其特征在于信號采集模塊為含有二路以上的信號輸入、輸出的采集板卡。
3.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置，其特征在于所述信號調(diào)理模塊由濾波電路、放大電路和供電電路組成。
4.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置，其特征在于所述的振動傳感器為壓電陶瓷振動傳感器或ICP加速度傳感器；所述的轉(zhuǎn)速傳感器為霍爾傳感器、光電傳感器或磁電式傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置。本實(shí)用新型往復(fù)機(jī)械瞬變工況階比跟蹤裝置，由依次連接的傳感器模塊、信號調(diào)理模塊、信號采集模塊和計(jì)算機(jī)信號分析模塊構(gòu)成；傳感器模塊包括一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器及至少一個(gè)振動傳感器。本實(shí)用新型能夠在瞬變工況下實(shí)現(xiàn)往復(fù)機(jī)械內(nèi)部輕微故障特征的增強(qiáng)檢測與診斷。相比傳統(tǒng)的階比跟蹤裝置，安裝方便，造價(jià)低又有較好的使用維護(hù)性能。
文檔編號G01P3/44GK202083465SQ201120172140
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者周斌, 江紅輝, 肖云魁, 賈繼德, 陳安宇 申請人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院