[發明專利]一種變轉速旋轉設備振動特征值的采集方法

在審

• 申請號: 202010109657.7
• 申請日: 2020-02-22
• 公開（公告）號: CN111256989A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 董業鵬;楊爍彬;白恒旺;李家興;徐靜國
• 申請（專利權）人: 南京凱奧思數據技術有限公司
• 主分類號: G01M13/028
• 分類號: G01M13/028;H03H17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種變轉速旋轉設備振動特征值的采集方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、將傳感器布置到設備的相應采集點并接入智能數據采集網關，所述傳感器包括轉速傳感器和加速度傳感器；

S2、在FPGA中同時進行加速度信號和轉速信號的實時數據采集，采樣頻率由提前預設值確定；

S3、在FPGA中對轉速信號進行計算，獲取實時的轉速值并寫入Arm可以訪問的內存；

S4、在Arm中調用內存中的本地模型、預設的采樣頻率值以及獲取的轉速值，將采樣頻率值、轉速值和本地模型的數據進行對比，進而獲取IIR濾波器的最優濾波系數，并將該系數反饋給FPGA中的IIR濾波器；

S5、在FPGA中按照步驟S4中反饋的最優濾波系數對IIR濾波器進行設置，對獲取的實時加速度信號進行IIR濾波，對濾波后的數據提取特征值并寫入Arm可以訪問的內存；

S6、在Arm中調用內存中的特征值進行進一步的計算整合，將整合后的最終特征值上傳服務器；

S7、回到步驟S2，并依次執行步驟S2～S6，循環往復，直到獲取停止信號，采集結束。

2.如權利要求1所述的一種變轉速旋轉設備振動特征值的采集方法，其特征在于，步驟S5中提取的特征值包括電壓平均值x_av、去直流分量電壓最大值UMax、去直流分量電壓最小值UMin、電壓有效值URms、頻域積分峰值UFPk和頻域積分有效值UFRms，其具體計算公式如下：

UMax＝|max(x_i-x_av)|

UMin＝|min(x_i-x_av)|

其中，x_i為采集數據,N為在一定時間段內采集的數據量，UFx_i為原始數據經過FFT后的頻域數據值，UFMax為UFx_i的最大值，UFMin為UFx_i的最小值，UFx_av為UFx_i的平均值。

3.如權利要求2所述的一種變轉速旋轉設備振動特征值的采集方法，其特征在于，步驟S6中的計算整合包括如下兩個步驟：

S61、根據具體傳感器的輸入輸出關系進行工程單位轉換，將去直流分量電壓最大值UMax、去直流分量電壓最小值UMin、電壓有效值URms、頻域積分峰值UFPk和頻域積分有效值UFRms分別轉換為具有明確物理單位的特征值去直流分量加速度最大值AccMax、去直流分量加速度最大值AccMin、加速度有效值AccRms、速度峰值VelPk、速度有效值VelRms；

S62、對上述具有明確物理單位的特征值進行計算，進一步得到新的特征值加速度峰峰值AccPkPk、加速度峰值AccPk、加速度衍生峰值AccDePk、峰值因子PkFactor，其具體計算公式如下：

AccPkPk＝AccMax-AccMin

AccPk＝AccPkPk/2

AccDePk＝1.414×AccRms

將去直流分量加速度最大值AccMax、去直流分量加速度最大值AccMin、加速度有效值AccRms、速度峰值VelPk、速度有效值VelRms、加速度峰峰值AccPkPk、加速度峰值AccPk、加速度衍生峰值AccDePk和峰值因子PkFactor打包作為最終的特征值上傳服務器。

4.如權利要求3所述的一種變轉速旋轉設備振動特征值的采集方法，其特征在于，所述IIR濾波器為四階。

5.如權利要求4所述的一種變轉速旋轉設備振動特征值的采集方法，其特征在于，所述N為在1秒內采集的數據量。