[實(shí)用新型]一種實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號同步階比跟蹤分析的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320108725.3
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN203132688U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪江;杜曉峰;田萬軍;張本耀;高峰;徐曉峰;徐鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽新力電業(yè)科技咨詢有限責(zé)任公司;安徽省電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)械振動分析測量領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號同步階比跟蹤分析的裝置。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動階比跟蹤方法采用硬件方式來實(shí)現(xiàn)，需要有鎖相環(huán)、倍頻分頻電路，并且還需要有截止頻率實(shí)時可調(diào)的抗混疊濾波器等，電路復(fù)雜，成本高，特別是在等角度重新采樣進(jìn)行了重點(diǎn)研究。硬件實(shí)現(xiàn)方式主要問題在于：1）采樣頻率需要由旋轉(zhuǎn)機(jī)械上一次的轉(zhuǎn)速進(jìn)行預(yù)估計(jì)，估計(jì)存在誤差，因此不能實(shí)現(xiàn)精確的整周期同步采樣，從而導(dǎo)致FFT結(jié)果存在頻譜泄露；2）硬件方式所需的截止頻率可調(diào)的抗混疊濾波器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于采樣頻率需要不斷調(diào)整，采集得到的波形數(shù)據(jù)存在間隔，不連續(xù)的缺點(diǎn)。公告號為CN102175439的中國專利，公開了一種“針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的階次分析實(shí)現(xiàn)方法”其對等角度重新采樣是“根據(jù)更新頻率的低速脈沖以及當(dāng)前高速軸上的轉(zhuǎn)速脈沖分別對采集卡輸出信號進(jìn)行等角度重采樣”。此種方法在轉(zhuǎn)動機(jī)械轉(zhuǎn)速不變或變化小時相當(dāng)有效，但當(dāng)轉(zhuǎn)速隨時變化大時，此時的更新頻率是由第一次采樣時的頻率計(jì)算得來；因此，當(dāng)用此更新頻率與當(dāng)前高速軸上的轉(zhuǎn)速脈沖進(jìn)行等角度重采樣，將帶來更新頻率與當(dāng)前高速軸上的轉(zhuǎn)速脈沖不同步。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型提出一種實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號同步階比跟蹤分析的裝置，通過本裝置由固定的采樣頻率實(shí)現(xiàn)精確的等角度采樣，不存在頻率混亂現(xiàn)象，也就是轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動一次，采樣點(diǎn)對應(yīng)于轉(zhuǎn)軸上的角度差是一致的，在轉(zhuǎn)軸上位置是固定的，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的整周期同步采樣。?

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號同步階比跟蹤分析的裝置，包括多路信號采集A/D轉(zhuǎn)換電路和信號處理電路，所述多路信號采集A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)置有多路信號接收接口，所述多路信號接收接口中的一路是鍵相脈沖信號接口，用于接收由光電傳感器傳遞的旋轉(zhuǎn)機(jī)械鍵相脈沖模擬信號；所述多路信號接收接口中其余至少有四路是振動信號接口，用于接收由振動傳感器傳遞的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號；所述信號處理電路包括一個中央處理器芯片和一個FPGA芯片，所述FPGA芯片設(shè)置有對應(yīng)連接A/D轉(zhuǎn)換電路中多路信號接口的濾波處理通道和采樣頻率發(fā)生器，所述FPGA芯片的控制口與中央處理器芯片的控制口連接，中央處理器芯片的數(shù)據(jù)口連接FPGA芯片的數(shù)據(jù)口，F(xiàn)PGA芯片連接顯示器。?

進(jìn)一步，所述濾波處理通道對應(yīng)鍵相脈沖信號接口的通路中設(shè)置有級聯(lián)積分梳狀濾波處理器，所述濾波處理通道對應(yīng)振動信號接口的通路中設(shè)置有FIR數(shù)字濾波處理器。?

進(jìn)一步，所述多路信號采集A/D轉(zhuǎn)換電路是型號為AD7606的16位8通道A/D采集模塊。?

本實(shí)用新型對現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)是：?

1.結(jié)構(gòu)簡單，無需添加任何其他如鎖相環(huán)、倍頻電路等硬件就可實(shí)現(xiàn)精確的等角度采樣，不存在頻率混亂現(xiàn)象，也就是轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動一次，采樣點(diǎn)對應(yīng)于轉(zhuǎn)軸上的角度差是一致的，在轉(zhuǎn)軸上位置是固定的，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的整周期同步采樣。

2.本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)硬件方式時，由于采樣頻率需要不斷調(diào)整，采集得到的波形數(shù)據(jù)存在間隔，不連續(xù)的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)波形的連續(xù)不間斷采集。?

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做一詳細(xì)描述。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式

一種實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號同步階比跟蹤分析的裝置實(shí)施例，參見圖1，包括多路信號采集A/D轉(zhuǎn)換電路1和信號處理電路，所述多路信號采集A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)置有多路信號接收接口，所述多路信號接收接口中的一路是鍵相脈沖信號接口，用于接收由光電傳感器2傳遞的旋轉(zhuǎn)機(jī)械鍵相脈沖模擬信號；所述多路信號接收接口中其余至少有四路是振動信號接口，用于接收由振動傳感器3傳遞的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動模擬信號；所述信號處理電路包括一個中央處理器芯片4和一個FPGA芯片5，所述FPGA芯片設(shè)置有對應(yīng)連接A/D轉(zhuǎn)換電路中多路信號接口的濾波處理通道和采樣頻率發(fā)生器，所述FPGA芯片的控制口與中央處理器芯片的控制口連接，中央處理器芯片的數(shù)據(jù)口連接FPGA芯片的數(shù)據(jù)口，F(xiàn)PGA芯片連接顯示器6，同時FPGA芯片還分別連接有SDRAM和SRAM存儲器。?

實(shí)施例中，所述濾波處理通道對應(yīng)鍵相脈沖信號接口的通路中設(shè)置有級聯(lián)積分梳狀濾波處理器，所述濾波處理通道對應(yīng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動信號接口的通路中設(shè)置有FIR數(shù)字濾波處理器。?

實(shí)施例中，所述多路信號采集A/D轉(zhuǎn)換電路是型號為AD7606的16位8通道同步A/D采集模塊。?