[發(fā)明專利]工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)及測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011506113.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112649085A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊傳法;蘇清新;柴玫
• 申請（專利權(quán)）人: 英特睿達（山東）電子科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01S13/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明屬于信號測量領(lǐng)域，提供了一種工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)及測量方法。工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)包括雷達芯片、發(fā)射天線和接收天線；雷達芯片用于產(chǎn)生設(shè)定頻率的雷達信號并經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射，且經(jīng)接收天線來接收經(jīng)待測設(shè)備反射回來的雷達反射信號；雷達反射信號包括待測設(shè)備的振動信息和位移信息；所述雷達芯片還用于：預(yù)處理雷達反射信號并進行距離FFT分析，得到雷達到待測設(shè)備的距離信息，利用距離信息確定跟蹤待測設(shè)備的位移信息；將距離信息和振動信息去耦合；將振動信息依次經(jīng)帶通濾波和FFT處理后，得到振動信號頻譜特性數(shù)據(jù)，測量出待測設(shè)備的振動頻率和振動幅度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號測量領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)及測量方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

大型機械(比如：航空發(fā)動機、電動機、發(fā)電機組、軋鋼機械、離心壓縮機等)在運行過程中會引起振動，過大的振動容易造成機械的損壞，引發(fā)機械故障。檢測級分析機械振動特性，對機械故障診斷具有重要研究意義。

目前遠(yuǎn)程測量工業(yè)設(shè)備振動信號的手段采用的是點頻信號毫米波多普勒系統(tǒng)，但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有該振動信號測量系統(tǒng)不具有測距功能，而且不能剔除待測裝置附近其他物體的干擾信號，另外其不具有測距功能，不能分析因為大型設(shè)備運行過程中的位移變化，從而降低了振動信號測量的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)及測量方法，其相對其他頻段毫米波雷達，具有更好的多普勒效應(yīng)和測距分辨率，更能準(zhǔn)確測量振動特征參數(shù)和設(shè)備位移參數(shù)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個方面提供一種工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)。

一種工業(yè)設(shè)備振動信號的遠(yuǎn)程測量系統(tǒng)，包括雷達芯片、發(fā)射天線和接收天線；雷達芯片用于產(chǎn)生設(shè)定頻率的雷達信號并經(jīng)發(fā)射天線發(fā)射，且經(jīng)接收天線來接收經(jīng)待測設(shè)備反射回來的雷達反射信號；雷達反射信號包括待測設(shè)備的振動信息和位移信息；所述雷達芯片還用于：

預(yù)處理雷達反射信號并進行距離FFT分析，得到雷達到待測設(shè)備的距離信息，利用距離信息確定跟蹤待測設(shè)備的位移信息；

將距離信息和振動信息去耦合；

將振動信息依次經(jīng)帶通濾波和FFT處理后，得到振動信號頻譜特性數(shù)據(jù)，測量出待測設(shè)備的振動頻率和振動幅度。

作為一種實施方式，在所述雷達芯片中，預(yù)處理雷達反射信號的過程為：

將雷達反射信號依次經(jīng)中頻放大和濾波處理后，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字反射信號；

將數(shù)字反射信號進行平滑濾波及加漢明窗處理后，緩存至數(shù)據(jù)存儲器。

上述方案的優(yōu)點在于，通過加窗減少頻譜泄漏，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而能夠準(zhǔn)確地測量出待測設(shè)備的位移信息和振動信息。

作為一種實施方式，在所述雷達芯片中，采用高階橢圓帶通IIR濾波器對振動信息進行帶通濾波。

上述方案的優(yōu)點在于，采用高階橢圓IIR帶通濾波器，濾除其他頻譜雜波；帶通濾波器可根據(jù)振動特征頻譜自適應(yīng)調(diào)整其中心頻率，同時濾波器階數(shù)的設(shè)計，兼顧信號處理的實時性，階數(shù)越高，濾波效果越好，但增加了時延。

作為一種實施方式，在所述雷達芯片中，將距離信息和振動信息去耦合的過程為：在多幀相同距離信號中提取低頻的振動相位信息。

上述方案的優(yōu)點在于，將距離信息和振動信息去耦合后能夠精確測量待測設(shè)備振動頻率和振動幅度。