[發明專利]一種滾動軸承檢測信號模擬處理系統

在審

• 申請號: 201711101638.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108036939A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 時獻江;李萬濤;高慶康
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種滾動軸承檢測信號模擬處理系統，它涉及了滾動軸承故障診斷技術領域，故障的軸承旋轉時產生信號，壓電加速度計時拾起，通過電荷放大器放大，再經過高低通濾波器和帶通濾波電路篩選信號，全精度檢波電路，實現利用中高頻信號獲得的軸承故障信號，再通過分析峰值信號、均值信號和數據采集模塊進一步分析，經計算，便可確定出現故障的位置；本發明能實現模擬故障軸承的監測，減少現場采集信息的不便，提高安全性，使用方便，該系統具有實時監測、頻譜分析、頻譜細化、倒頻譜分析及頻譜平均的功能，可以更精確的檢測到故障軸承的類型，且該系統不僅可以用于軸承的故障檢測還可以用于其他的振動信號的故障檢測。

技術領域

本發明涉及一種滾動軸承檢測信號模擬處理系統，屬于故障診斷技術領域。

背景技術

軸承是傳動部分的一個重要組成，為防止發生軸承損壞引起的嚴重安全事故，必須對軸承故障的檢測加大研究力度，從而能夠保證人民的財產生命安全。因此，對軸承的故障診斷的研究具有很大的意義和發展前景。在以前的對故障軸承的一些經典的信號分析與處理方法中，目的是簡單便捷的處理和分析就會對一些分析對象進行處理或者會做一些簡化，比如假設目標信號具有以下特征，如：線性性、平穩性和最小相位等，從而以此形成完整的理論知識體系。然而在實際的工程應用上面，一些簡化分析就會導致一些信號的重要特征被忽略，尤其是那些不平穩的信號信息，但他們卻預示著設備運行情況的發展趨勢。利用傳統方法對滾動軸承進行狀態監測與分析時，不能充分反映出軸承的真實運轉情況。對于工作在較為理想工況條件下的簡單機械設備，分析結果尚可；對于精密機械設備或者是在復雜的工況條件下的設備，則診斷結果常常差強人意，誤診和漏診現象的大量出現，這是影響設備狀態監測與診斷技術的推廣和進一步發展的最主要原因。隨著各種新興的信號與信息處理方法的引入，如Priestley演變譜、短時Fourier變換、Cohen類時頻表示（如Wigner-Ville分布、Cohen分布）、小波分析、非線性時間序列分析等，振動信號分析方法在非線性、非穩態和非高斯特征處理方面有了長足的進步，帶來了一定的社會和經濟效益。但是，上述幾種信號處理方法本身也存在一些固有的缺陷，例如并未充分考慮到旋轉機械設備固有的周期時變特性。演變譜方法要求時變信號需要具有多個觀測記錄，而短時Fourier變換和Cohen類時頻表示通常要求非平穩信號是慢變化的等等。此外，現有的信號分析技術在低信噪比振動信號的特征提取方面，并未取得突破性進展。滾動軸承的振動信號由于經歷復雜傳遞途徑所帶來的干擾，往往造成故障信息淹沒在背景噪聲和干擾之中，從而使信號特征提取變得異常困難。

發明內容

針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種滾動軸承檢測信號模擬處理系統。

本發明為一種滾動軸承檢測信號模擬處理系統，它包含壓電加速度計、電荷放大器、高低通濾波電路、帶寬濾波電路、全波精密檢波電路、均方根值電路、峰值保持電路、數據采集模塊、通訊模塊、上位機、顯示器以及鍵盤，故障的軸承由于在旋轉的過程中就會產生一種信號，經過壓電加速度計時被拾起，由于壓電加速度計所產生的電壓信號太小了不能很容易的被處理，所以將它產生的微小信號通過一個電荷放大器進行放大，放大后的信號經過了高低通濾波器和帶通濾波電路對信號進行篩選，有效的過濾了高頻或者低頻的信號干擾，并通過了全精度檢波電路，使得實現利用中高頻信號獲得的軸承故障信號成為可能，再將所獲得的低頻信號通過分析峰值信號和均值信號從而對軸承做進一步分析，數據采集模塊通過對數據的采集分析，假若振動信號劇烈，將其參數帶入滾動軸承的特征頻率計算公式中去，便可確定出現故障的位置，顯示器和鍵盤則用于振動信號的監測。

作為優選，所述的通訊模塊為USB通訊。

作為優選，對傳感器信號的采集由數據采集卡完成。

作為優選，所述的模塊均由C語言編寫。