專利名稱：振動(dòng)采集分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于電力設(shè)備的振動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域，特別關(guān)于一種振動(dòng)采集分析儀。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為緩解電力短缺，各大電力公司不斷增大電力投入擴(kuò)建新增大型機(jī)組。由 于受到設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、檢修等多方面的影響以及機(jī)組自身的大容量、高參數(shù)及復(fù)雜 性等特點(diǎn)，大機(jī)組的實(shí)際可用率不高，與國(guó)外同類機(jī)組相比存在較大差距。目前，因主、輔機(jī) 振動(dòng)缺陷等因素引起的機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定而造成機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)、非計(jì)劃降出力的情況 仍然不斷增加。采用多通道便攜式振動(dòng)采集分析儀器，利用振動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)和振動(dòng)數(shù)據(jù)分析技術(shù)， 可以有效地對(duì)機(jī)組狀態(tài)做出評(píng)估、進(jìn)行缺陷和故障的診斷，是實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)、負(fù)荷變 動(dòng)、振動(dòng)故障及其它特殊工況下的振動(dòng)狀態(tài)測(cè)試與分析的主要手段。目前，國(guó)內(nèi)外有了不少 多通道振動(dòng)采集分析儀產(chǎn)品，大部分都采用了單片機(jī)、微處理器或嵌入式等技術(shù)，并廣泛應(yīng) 用于機(jī)組調(diào)試和振動(dòng)治理的工程實(shí)際。但這些儀器系統(tǒng)因設(shè)計(jì)思路和技術(shù)運(yùn)用不同而或多 或少存在一定缺陷或不足，主要包括(1)鍵相信號(hào)處理能力不足鍵相信號(hào)一般通過(guò)在表明開(kāi)一定寬度的凹槽或焊上金屬條，由渦流傳感器拾取； 或者在軸上貼反光片，通過(guò)光電傳感器拾取；也可能直接從現(xiàn)場(chǎng)TSI設(shè)備緩沖接口引出。鍵 相信號(hào)為轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈一個(gè)脈沖的周期信號(hào)，因使用的傳感器或獲取方式不同、鍵相標(biāo)記 方式不同，該信號(hào)可能為正脈沖或負(fù)脈沖；信號(hào)的電壓等級(jí)也不同，可能為3.5 5V的脈沖 或5V以上的脈沖；鍵相標(biāo)記相對(duì)轉(zhuǎn)軸周長(zhǎng)的比例不同會(huì)使該脈沖信號(hào)的占空比也不同，可 能為50%方波，也可能為0. 級(jí)別的小占空比脈沖信號(hào)。在汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析中，鍵相信號(hào)起到了至關(guān)重要的相位參考作用，在 振動(dòng)信號(hào)采樣中，以鍵相脈沖作為CPU外部中斷信號(hào)，當(dāng)鍵相脈沖到達(dá)時(shí)，啟動(dòng)振動(dòng)信號(hào)整 周期采樣，這樣，采樣起點(diǎn)即為鍵相所在位置，從采樣信號(hào)經(jīng)FFT計(jì)算得到的高點(diǎn)相位，即 為相對(duì)鍵相位置的相位差，從而，該相位可以用于動(dòng)平衡加重計(jì)算的依據(jù)。常用的鍵相信號(hào) 傳感器有光電、渦流等類型，從TSI (turbine supervisory instruments，渦輪監(jiān)測(cè)工具)系 統(tǒng)引出的鍵相信號(hào)還可能為T(mén)TL(Transistor-Transistor Logic，邏輯門(mén)電路)脈沖信號(hào)。為從背景噪聲和振動(dòng)信號(hào)中準(zhǔn)確提取鍵相信號(hào)，鍵相處理電路需有一定的觸發(fā)比 較電壓設(shè)置和占空比適應(yīng)能力，現(xiàn)有的大部分分析儀器的鍵相信號(hào)觸發(fā)電壓均設(shè)計(jì)為固 定，無(wú)法自動(dòng)調(diào)整，難以滿足不同信號(hào)等級(jí)的鍵相信號(hào)識(shí)別，而且現(xiàn)有的濾波方式對(duì)較小的 占空比(如0.01%級(jí))的適應(yīng)能力不足。因此，現(xiàn)有的大部分分析儀器不具備多種鍵相信 號(hào)接入的自適應(yīng)能力；(2)振動(dòng)信號(hào)的接入能力不足因機(jī)組結(jié)構(gòu)和配置不同，現(xiàn)場(chǎng)安裝的振動(dòng)傳感器類型多樣，包括渦流、速度、加速 度及ICP(Integrated Circuits Piezoelectric，內(nèi)置集成電路的壓電傳感器)等類型，傳感器的靈敏度也差別較大，大部分現(xiàn)有分析儀器專門(mén)針對(duì)一種類型傳感器信號(hào)設(shè)計(jì)，很少 能全面支持各種傳感器?，F(xiàn)有分析儀器的振動(dòng)通道容量大部分設(shè)計(jì)不足，一般為單、雙、4、 6、8及16通道，單臺(tái)儀器無(wú)法滿足大機(jī)組全面的振動(dòng)監(jiān)測(cè)；(3)樣本采集能力不足鍵相同步、多通道同時(shí)、整周期采樣是振動(dòng)采集分析儀器的基本要求，但大部分分 析儀器僅提供常規(guī)的定長(zhǎng)樣本(如8周期1024點(diǎn))采集，因較少儀器具備可定制的長(zhǎng)樣 本、細(xì)化頻譜分析功能。(4)上位機(jī)接口通信能力不足振動(dòng)采集分析儀采集的振動(dòng)樣本數(shù)據(jù)，一般需通過(guò)某種接口上傳到上位計(jì)算機(jī) (一般為筆記本電腦)，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)視、振動(dòng)分析、數(shù)據(jù)存貯與管理、歷史查詢等功能。 現(xiàn)有分析儀器的主要接口方式包括串行口、EPP(Enhanced Parallel Port，增強(qiáng)并行接口) 接口、USB接口、現(xiàn)場(chǎng)總線接口(如Controller Area Network,簡(jiǎn)稱CAN總線)。串口通信速率較低，無(wú)法滿足大容量樣本數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送；EPP并口雖然具備一 定的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，但現(xiàn)在配置EPP并口的電腦，尤其筆記本電腦，非常難找，通用性較差； USB接口也具有較高的通信速率，且接口簡(jiǎn)單，但用于振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB通信，往往需安 裝專門(mén)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動(dòng)程序，不具備較好的軟件通用性，性能不好的USB通信驅(qū)動(dòng)還 直接影響了系統(tǒng)的可靠性；現(xiàn)場(chǎng)總線接口通信速率也較高，但其通信協(xié)議設(shè)計(jì)主要為短報(bào) 文(100B以內(nèi))，主要應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)智能儀器儀表少量數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)多通道、特別是以樣本為 單位的振動(dòng)信號(hào)傳輸，往往需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)包分解，甚至需擴(kuò)展現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，帶來(lái)通用 性的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)振動(dòng)采集分析儀。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種振動(dòng)采集分析儀，所述振動(dòng)采集分 析儀包括振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置，用于接收振動(dòng)傳感器傳來(lái)的被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)，對(duì)所 述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理生成對(duì)應(yīng)于不同傳感器類型的多路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，根據(jù)所述振動(dòng)傳感 器的類型和采樣需求選通一路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)輸出；鍵相信號(hào)處理裝置，用于接收被測(cè)旋轉(zhuǎn) 機(jī)械的鍵相信號(hào)，對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行處理生成鍵相脈沖信號(hào)；鎖相倍頻裝置，用于接收所 述鍵相脈沖信號(hào)，對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理生成倍頻信號(hào)；振動(dòng)信號(hào)采樣裝置，用于接 收所述倍頻信號(hào)和輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，采用所述倍頻信號(hào)對(duì)輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)進(jìn)行采 樣生成樣本數(shù)據(jù)；控制處理裝置，用于接收所述鍵相脈沖信號(hào)，在所述鍵相脈沖信號(hào)的觸發(fā) 下啟動(dòng)所述采樣過(guò)程。本實(shí)用新型的振動(dòng)采集分析儀克服了現(xiàn)有多通道振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析儀的在鍵相信號(hào) 處理、振動(dòng)通道接入、樣本采集及上位機(jī)接口通信等方面的功能不足，滿足了大型機(jī)組全面 的振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析需要。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例振動(dòng)采集分析儀的功能原理圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置10的細(xì)化原理圖；[0020]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例鍵相信號(hào)處理裝置20的細(xì)化原理圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例24通道振動(dòng)采集分析儀的系統(tǒng)原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊的電路框圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例詳細(xì)的振動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的鍵相信號(hào)處理模塊的電路框圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例詳細(xì)的鍵相信號(hào)調(diào)理電路；圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例的高速AD采樣模塊的原理框圖；圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)速采集模塊的原理框圖；圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例的鍵相信號(hào)使用示意圖；圖12為采用本實(shí)施例的振動(dòng)采集分析儀進(jìn)行振動(dòng)采集分析的流程圖；圖13為振動(dòng)采集分析儀和上位機(jī)的通信過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種振動(dòng)采集分析儀。該振動(dòng)采集分析儀包含振動(dòng)信號(hào)調(diào) 理裝置、鍵相信號(hào)處理裝置、鎖相倍頻裝置、振動(dòng)信號(hào)采樣裝置、轉(zhuǎn)速采集裝置和控制處理 裝置，這些裝置之間通過(guò)總線傳輸數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置能夠適應(yīng)不同類型的傳感器所傳來(lái)的振動(dòng)信號(hào)，并 根據(jù)傳感器類型和實(shí)際采樣需求輸出相應(yīng)的調(diào)理信號(hào)。本實(shí)施例的鍵相信號(hào)處理裝置能夠 對(duì)不同幅度以及占空比的鍵相信號(hào)進(jìn)行處理，處理后的鍵相信號(hào)分成三路使用第一路送 至鎖相倍頻裝置進(jìn)行倍頻處理，生成的倍頻信號(hào)將用于對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采樣；第二路送至 控制處理裝置，控制處理裝置接收到該信號(hào)后即啟動(dòng)一次連續(xù)采樣過(guò)程；第三路送至轉(zhuǎn)速 采集裝置，由轉(zhuǎn)速采集裝置生成旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例振動(dòng)采集分析儀的功能原理圖。如圖1所示振動(dòng)采 集分析儀包括振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置10，用于接收振動(dòng)傳感器傳來(lái)的被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信 號(hào)，對(duì)所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理生成對(duì)應(yīng)于不同傳感器類型的多路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，根據(jù)所述 振動(dòng)傳感器的類型和采樣需求選通一路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)輸出；鍵相信號(hào)處理裝置20，用于接 收被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的鍵相信號(hào)，對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行處理生成鍵相脈沖信號(hào)；鎖相倍頻裝置 30，用于接收所述鍵相脈沖信號(hào)，對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理生成倍頻信號(hào)；振動(dòng)信號(hào)采 樣裝置40，用于接收所述倍頻信號(hào)和輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，采用所述倍頻信號(hào)對(duì)輸出的振 動(dòng)調(diào)理信號(hào)進(jìn)行采樣生成樣本數(shù)據(jù)；控制處理裝置50，用于接收所述鍵相脈沖信號(hào)，在所 述鍵相脈沖信號(hào)的觸發(fā)下啟動(dòng)所述采樣過(guò)程。該控制處理裝置可以為嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊，如 Intel 386。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該振動(dòng)采集分析儀還包括轉(zhuǎn)速采集裝置60，用于接收所 述鍵相脈沖信號(hào)，對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理生成所述被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，該轉(zhuǎn) 速數(shù)據(jù)是振動(dòng)分析的重要參考數(shù)據(jù)。所述控制處理裝置50，還用于對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn) 行處理，生成振動(dòng)特征參數(shù)，并將所述樣本數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)和振動(dòng)特征參數(shù)發(fā)送給上位機(jī)。本實(shí)施例的振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置10包括多路振動(dòng)調(diào)理通道。每路振動(dòng)調(diào)理通道用 于接收一個(gè)振動(dòng)傳感器傳來(lái)的振動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理生成對(duì)應(yīng)于不同傳感器類型的多路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，根據(jù)與該通道連接的振動(dòng)傳感器類型和采樣需求選通一路振動(dòng) 調(diào)理信號(hào)輸出。對(duì)應(yīng)于多路振動(dòng)調(diào)理通道，本實(shí)施例的振動(dòng)信號(hào)采樣裝置40包含多路采樣 通道，用于對(duì)多路振動(dòng)調(diào)理通道輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)同時(shí)采樣。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置10的細(xì)化原理圖，如圖2所示，振動(dòng) 信號(hào)調(diào)理裝置10包括直流信號(hào)提取單元201，用于從所述振動(dòng)信號(hào)中提取直流信號(hào)；原始 信號(hào)獲取單元202，用于對(duì)所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波放大獲得原始交流信號(hào)；一次積分信號(hào) 獲取單元203，用于對(duì)所述交流信號(hào)進(jìn)行積分，獲得一次積分信號(hào)；二次積分信號(hào)獲取單元 204，用于對(duì)所述一次積分信號(hào)進(jìn)行再次積分；獲得二次積分信號(hào)；多路選擇單元205，用于 根據(jù)所述振動(dòng)傳感器的類型和采樣需求從所述直流信號(hào)、交流信號(hào)、一次積分信號(hào)和二次 積分信號(hào)中選擇一路信號(hào)輸出。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例鍵相信號(hào)處理裝置20的細(xì)化原理圖，如圖3所示，該鍵 相信號(hào)處理裝置20包括雙向電壓比較單元301，用于根據(jù)鍵相信號(hào)的幅度調(diào)整觸發(fā)電壓 值，采用所述觸發(fā)電壓對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行峰_峰檢波；脈沖信號(hào)生成單元302，用于根據(jù) 鍵相信號(hào)的占空比調(diào)整觸發(fā)電路的參數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò)峰_峰檢波的信號(hào)進(jìn)行上升沿J-κ觸發(fā)生 成穩(wěn)定的TTL脈沖信號(hào)。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鍵相信號(hào)處理裝置20包括至少兩個(gè)鍵相信號(hào)處理通 道，每個(gè)鍵相信號(hào)處理通道用于接收被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的鍵相信號(hào)，對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行處理 生成鍵相脈沖信號(hào)。圖3的鍵相信號(hào)處理裝置20還包括鍵相信號(hào)選擇單元，用于根據(jù)所 述控制處理裝置的指令，從生成的至少兩路鍵相脈沖信號(hào)中選擇一路輸出。下面將以24通道振動(dòng)采集分析儀來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例振動(dòng)采集分析儀 的工作原理。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例24通道振動(dòng)采集分析儀的系統(tǒng)原理圖。如圖4所示該 24通道振動(dòng)采集分析儀以嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊為基礎(chǔ)，通過(guò)精簡(jiǎn)ISA總線連接高速同步AD采 樣、轉(zhuǎn)速采集、振動(dòng)信號(hào)調(diào)理、鍵相信號(hào)處理等模塊而組成。24通道振動(dòng)采集分析儀包括3 個(gè)8通道振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊、2路冗余鍵相信號(hào)處理模塊、鎖相倍頻模塊、脈寬計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速采 集模塊、2個(gè)16路高速AD采樣模塊以及基于Intel 386的嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊。該嵌入式網(wǎng)絡(luò) 模塊通過(guò)IOM以太網(wǎng)與上位機(jī)進(jìn)行通信，各模塊均掛接在嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊提供的精簡(jiǎn)ISA 總線之上。以下分別對(duì)每個(gè)組成部分的工作原理進(jìn)行說(shuō)明(1)振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊3個(gè)8通道振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊接收外部引入的24路振動(dòng)信號(hào)，每個(gè)振動(dòng)信號(hào)調(diào)理 通道均包括高/低通濾波、信號(hào)放大、直流/交流分離、一級(jí)積分、二級(jí)積分電路，按調(diào)理電 路先后階段提取直流分量、原始波形、一次積分波形或二次積分波形等信號(hào)，接入多路選擇 電路，根據(jù)傳感器類型和采集需要選通需要的信號(hào)，送高速同步AD采樣模塊采集，對(duì)ICP類 型傳感器，振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊可提供恒流源供電。每個(gè)模塊集成8路振動(dòng)信號(hào)調(diào)理，最終提 供24路、多種不同類型傳感器振動(dòng)信號(hào)的處理與輸出。用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的傳感器類型一般為渦流傳感器、速度傳感器、加速度傳 感器或ICP加速度傳感器，其中ICP傳感器需為之提供恒流源供電。振動(dòng)測(cè)量最關(guān)心的是 振動(dòng)的位移值，對(duì)渦流傳感器，需通過(guò)隔直處理去除間隙電壓來(lái)獲取振動(dòng)位移交流信號(hào)；對(duì) 速度傳感器，則需經(jīng)過(guò)一次積分之后，才能得到位移信號(hào)；對(duì)加速度或ICP傳感器，則需經(jīng)過(guò)兩次積分才可以得到位移信號(hào)。另外，不同類型傳感器輸出的電壓等級(jí)也不同，渦流傳感 器為V級(jí)信號(hào)，而速度傳感器為mV級(jí)，加速度信號(hào)更小。圖5為振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊的電路框圖。如圖5所示外部接入的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)高、低 通濾波處理后，逐次進(jìn)入一次積分電路和二次積分電路。對(duì)渦流傳感器信號(hào)，直流提取電路 用于提取原始信號(hào)中的間隙電壓直流信號(hào)，根據(jù)供電指令，直流提取電路為ICP加速度傳 感器接入提供相應(yīng)的恒流供電。直流信號(hào)、濾波后的原始波形信號(hào)、一次積分、二次積分等 信號(hào)根據(jù)CPU通道類型選擇指令，由多路選擇電路選通其中一路，送高速AD采樣。圖6為詳細(xì)的振動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路，包括恒流供電電路601、間隙電壓處理電路 602、二階高通濾波和二階低通濾波電路603、原始信號(hào)獲取電路604、一次積分電路605、二 次積分電路606以及振動(dòng)類型選擇電路607。如圖6所示，振動(dòng)信號(hào)Sim經(jīng)二階高通、二階低通濾波、隔直處理后得到去除干擾 和直流偏置后的交流波形信號(hào)BSirn ；BSINl經(jīng)放大處理得到可用于采樣的原始波形信號(hào) Vffi0原始波形信號(hào)VWl對(duì)于渦流傳感器即為原始振動(dòng)位移信號(hào)，對(duì)于速度傳感器即為原始 振動(dòng)速度信號(hào)，對(duì)于加速度傳感器即為原始的加速度信號(hào)。交流信號(hào)BSirn再順序經(jīng)過(guò)一次積分電路得到交流信號(hào)Vl，交流信號(hào)Vl對(duì)于速度 傳感器即為振動(dòng)位移信號(hào)，對(duì)于加速度傳感器即為振動(dòng)速度信號(hào)。交流信號(hào)Vi經(jīng)過(guò)二次積 分電路得到交流信號(hào)VVl，交流信號(hào)VVl對(duì)加速度傳感器即為振動(dòng)位移信號(hào)。每一級(jí)電路設(shè) 置不同的放大倍數(shù)，保證最后輸出到AD采樣模塊的信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(-10V 10V)。間隙電 壓處理電路602可提取渦流傳感器信號(hào)中的直流偏置即間隙電壓GAP1。針對(duì)ICP類型傳感 器，電路中設(shè)計(jì)有根據(jù)CPU指令選通輸入通道恒流源供電電路601。在電路不同階段針對(duì)不同的傳感器輸入引出直流信號(hào)GAP1、原始的交流信號(hào) VW1、一次積分信號(hào)Vl和二次積分信號(hào)VV1。每個(gè)通道4路信號(hào)，接入振動(dòng)類型選擇電路 607 (如，模擬多路選擇開(kāi)關(guān))，軟件系統(tǒng)通過(guò)配置的傳感器類型選通不同的信號(hào)送高速AD 采樣模塊采集。如，需采集渦流信號(hào)間隙時(shí)，選通直流信號(hào)GAPl ；需采集渦流傳感器原始位 移波形或速度傳感器原始速度波形或加速度傳感器原始加速度波形時(shí)，則選通原始波形信 號(hào)VWl ；需采集速度傳感器的位移波形或加速度傳感器的速度波形，則選題一次積分信號(hào) Vl ；需采集加速度傳感器的位移波形則選通二次積分信號(hào)VV1。(2)鍵相信號(hào)處理模塊因被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速隨時(shí)在變化，尤其在啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中，若通過(guò)定時(shí)器 按轉(zhuǎn)速頻率的倍數(shù)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，采集的轉(zhuǎn)速并不一定就是采樣當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)速，得到的倍頻 觸發(fā)信號(hào)遠(yuǎn)沒(méi)有鎖相環(huán)硬件跟蹤精確，可能每周期多或少若干點(diǎn)，最后的信號(hào)頻譜分析可 能產(chǎn)生泄漏、尤其影響振動(dòng)相位測(cè)量的精確。因此本實(shí)施例采用鍵相信號(hào)來(lái)同步采樣。該實(shí)施例的鍵相信號(hào)處理模塊提供冗余的雙路鍵相信號(hào)處理電路，通過(guò)冗余處 理，提高鍵相信號(hào)處理的可靠性，冗余鍵相通道可根據(jù)嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊的指令來(lái)選擇。實(shí) 際應(yīng)用中還可以提供兩路以上的冗余處理電路。外部接入的鍵相信號(hào)經(jīng)濾波處理、隔直、放 大、雙向電壓比較電路和觸發(fā)電路后生成穩(wěn)定的TTL鍵相脈沖。圖7為鍵相信號(hào)處理模塊的電路框圖。如圖7所示，鍵相信號(hào)首先經(jīng)濾波、隔直、 放大等預(yù)處理，然后經(jīng)過(guò)雙向比較、峰_峰檢波電路以及上升沿J-K觸發(fā)后得到穩(wěn)定的TTL 鍵相脈沖信號(hào)。該穩(wěn)定的TTL鍵相脈沖信號(hào)將分為三路輸出一路送鎖相倍頻電路，生成穩(wěn)定、精確的轉(zhuǎn)速頻率的η倍頻信號(hào)，作為樣本同步AD采樣觸發(fā)信號(hào)；一路送脈寬計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速采 集電路，采集軸轉(zhuǎn)速；一路作為精簡(jiǎn)ISA總線的外部中斷信號(hào)，送至CPU，用于觸發(fā)啟動(dòng)一次 連續(xù)樣本采集。圖8為一個(gè)實(shí)際的、有效的鍵相信號(hào)處理電路原理圖，包括濾波預(yù)處理電路801、 雙向比較電路802、上升沿J-K觸發(fā)電路803、鎖相倍頻電路804、發(fā)光指示電路805。需要說(shuō) 明的是邊沿J-K觸發(fā)器只是觸發(fā)器的一種普通形式，本實(shí)施例還可以采用其他的觸發(fā)器， 在此選用邊沿J-K觸發(fā)器主要考慮健相信號(hào)處理電路主要檢驗(yàn)信號(hào)的邊沿跳變。如圖8所示，濾波預(yù)處理電路801中實(shí)際的鍵相信號(hào)RPM可能為一定幅度的正脈 沖或負(fù)脈沖，在經(jīng)過(guò)濾波、隔直、放大后進(jìn)入雙向比較電路802 (也稱為峰-峰檢波電路)。 其中正向比較電路提供2V左右的觸發(fā)電壓與鍵相脈沖比較，僅超過(guò)該電壓的正脈沖可以 通過(guò)；反向比較電路提供-2V左右的觸發(fā)電壓與鍵相脈沖比較，僅低于該電壓的負(fù)脈沖可 以通過(guò)。兩路檢波信號(hào)合成為有效的鍵相脈沖信號(hào)RPM2。其中的觸發(fā)電壓可根據(jù)實(shí)際需 要適當(dāng)調(diào)整，如，可根據(jù)需要調(diào)整電路中電阻電容參數(shù)，調(diào)整為其他閾值，如2. 5V，3V，1. 5V 等。本實(shí)施例雙向比較電路802的觸發(fā)電壓閾值選用在2V左右，是考慮實(shí)際接入的健相信 號(hào)的幅度一般為3. 5V以上的脈沖信號(hào)。鍵相脈沖信號(hào)RPM2經(jīng)上升沿J-K觸發(fā)電路803后，可得到穩(wěn)定的TTL脈沖信號(hào) RPMl，供CPU和后續(xù)的鎖相倍頻電路804使用。同時(shí)，鍵相TTL脈沖信號(hào)和鎖相倍頻的穩(wěn)定 信號(hào)將送至發(fā)光指示電路805進(jìn)行外部狀態(tài)指示。雙向比較電路802可以適應(yīng)實(shí)際信號(hào)的 極性，只要信號(hào)達(dá)到一定幅度(如2V 20V范圍，該電壓范圍是根據(jù)實(shí)際健相信號(hào)的最大 可能范圍，即渦流傳感器健相信號(hào)，而定的)，均能準(zhǔn)確提取正脈沖或負(fù)脈沖。同時(shí)，雙向比 較電路802與上升沿J-K觸發(fā)電路803配合使用，調(diào)整其中的電路參數(shù)(如電阻、電容的數(shù) 值)，可以識(shí)別占空比非常小(0.1%以上)的鍵相信號(hào)。(3)鎖相倍頻在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)處理中，為避免頻譜泄漏和混疊現(xiàn)象的出現(xiàn)，影響振動(dòng)信 號(hào)分析，一般需對(duì)振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)整周期采樣，即以轉(zhuǎn)速周期為基準(zhǔn)，采樣周期為轉(zhuǎn)速周期的 倍頻，樣本長(zhǎng)度為多個(gè)整周期。經(jīng)鍵相信號(hào)處理模塊提取的TTL電平鍵相信號(hào)，一路送至鎖 相倍頻電路，產(chǎn)生可調(diào)的鍵相信號(hào)的倍頻信號(hào)(PPL)，為同步AD采樣模塊提供外部采樣觸 發(fā)信號(hào)。轉(zhuǎn)速是通過(guò)健相脈沖采用脈沖計(jì)數(shù)方式采集的，健相信號(hào)為機(jī)組每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生 一個(gè)脈沖，代表轉(zhuǎn)速周期。通過(guò)鎖相倍頻產(chǎn)生的信號(hào)，為每旋轉(zhuǎn)一周生產(chǎn)η個(gè)(如128個(gè)) 脈沖，通過(guò)該倍頻信號(hào)觸發(fā)樣本采集，若采集的樣本長(zhǎng)度為η的倍數(shù)，即為采集整數(shù)轉(zhuǎn)速周 期的樣本。這也是鎖相倍頻電路的作用(跟蹤轉(zhuǎn)速周期，保證生成的AD采集觸發(fā)信號(hào)為穩(wěn) 定的原脈沖的η倍頻)。轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的作用，一方面是用于數(shù)據(jù)存貯、工況記錄和顯示；另一 方面，也能決定是否采用硬件倍頻電路生成AD采集觸發(fā)信號(hào)。關(guān)于軟件采集流程，詳見(jiàn)下 文描述。該鎖相倍頻電路的核心為4046芯片，4046鎖相環(huán)的VCO壓控振蕩器是一個(gè)線性度 很高的多諧振蕩器，它能產(chǎn)生很好的對(duì)稱方波輸出。電路中通過(guò)兩個(gè)計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器與4046鎖 相環(huán)電路配合，Timer4(804中的Τ)和Timer7 (804中的PLL)均以4046的輸出作為的Clock 信號(hào)，而Gate則接高電平，Timer4模式設(shè)置為3、初值512，Timer7模式設(shè)置為2、初值4， 通過(guò)改變Timer4的初值，可以得到頻率可調(diào)的鎖相倍頻脈沖信號(hào)，倍頻數(shù)即Timer4初值/Timer7 初值。(4)高速同步AD采樣模塊高速AD采樣模塊的原理框圖如圖9所示，該模塊基于精簡(jiǎn)ISA總線，由放大器、多 路采樣保持切換器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、256K緩沖存貯器、內(nèi)部計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、地址譯碼器、門(mén)控 電路、DMA/中斷控制器等組成。由振動(dòng)信號(hào)調(diào)理模塊輸出的交流振動(dòng)波形信號(hào)，經(jīng)放大后， 通過(guò)采樣保持和多路切換，由4片4通道A/D芯片順序采集。A/D芯片速率300KHz，AD芯 片采樣結(jié)果通過(guò)FIFO電路控制，順序進(jìn)入256K緩沖存貯器，實(shí)現(xiàn)自主采樣。嵌入式系統(tǒng)軟 件只需設(shè)置采樣方式、樣本長(zhǎng)度等參數(shù)，啟動(dòng)采樣后，通過(guò)DMA方式或查詢采樣結(jié)束標(biāo)志， 即可實(shí)現(xiàn)一次樣本采集。高速AD采樣模塊工作方式包括內(nèi)部定時(shí)間隔觸發(fā)、外部信號(hào)觸發(fā)和軟件觸發(fā)等。 在有鍵相信號(hào)接入的情況下，鍵相信號(hào)處理電路和鎖相倍頻電路，可為AD采樣模塊提供外 部鍵相跟隨的倍頻觸發(fā)信號(hào)；若未接入鍵相信號(hào)，軟件系統(tǒng)可設(shè)置AD采樣模塊工作在內(nèi)部 定時(shí)間隔采樣方式下，保證振動(dòng)信號(hào)的采集。高速同步AD采樣模塊由兩個(gè)16通道高速AD 采樣模塊組成，軟件系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際接入的振動(dòng)通道數(shù)量，調(diào)整AD采樣模塊的工作參數(shù)， 256K的大容量緩沖存貯器可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)樣本、細(xì)化分析樣本數(shù)據(jù)采集。(5)轉(zhuǎn)速采集轉(zhuǎn)速采集模塊由多個(gè)16位計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器組成。接入的鍵相信號(hào)處理模塊提取的鍵 相脈沖信號(hào)經(jīng)2分頻后轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)，再在IOOk時(shí)鐘頻率下通過(guò)級(jí)聯(lián)16位計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 進(jìn)行脈沖寬度計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速采集與計(jì)算。轉(zhuǎn)速是旋轉(zhuǎn)機(jī)械重要的工 況參數(shù)，尤其在啟動(dòng)、停機(jī)過(guò)程中，分析振動(dòng)情況隨轉(zhuǎn)速變化的曲線對(duì)故障分析和振動(dòng)治理 的重要依據(jù)。本實(shí)施例中，經(jīng)鍵相信號(hào)處理模塊提取的TTL電平鍵相信號(hào)的一路送至轉(zhuǎn)速采集 電路，該電路包括兩個(gè)級(jí)聯(lián)的計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器，通過(guò)脈寬計(jì)數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速采集，其原理框圖 如圖10所示。鍵相信號(hào)作為Clock (時(shí)鐘)信號(hào)接入計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器TimerLTimerl模式設(shè)置為3、 初值為2、Gate接VCC高電平，即將Timerl作為分頻器，將TTL鍵相脈沖轉(zhuǎn)換為頻率減半的 方波信號(hào)。Timerl輸出的方波信號(hào)作為T(mén)imer2的Gate信號(hào)，Timer2模式設(shè)置為2、初值 設(shè)置為OxFFFF，Timer2的Clock接入80KHz時(shí)鐘信號(hào)。圖11給出了鍵相信號(hào)、倍頻信號(hào)、鍵相2分頻方波信號(hào)和時(shí)鐘脈寬計(jì)數(shù)信號(hào)的比 較圖。如圖11所示，在方波信號(hào)的高電平，使用80K時(shí)鐘對(duì)其倒計(jì)數(shù)，當(dāng)方波信號(hào)為低電平 時(shí)，計(jì)數(shù)停止，軟件系統(tǒng)讀出其計(jì)數(shù)值，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算即可得到轉(zhuǎn)速值。因采用16位計(jì)數(shù)器 進(jìn)行脈寬計(jì)數(shù)，根據(jù)一般汽輪機(jī)組工作轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分(50Hz)，為避免誤差過(guò)大或計(jì)數(shù) 溢出，Clock的頻率不可太高也不可太低。本實(shí)施方案使用的時(shí)鐘頻率為80KHz，保證3000 轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，計(jì)數(shù)值接近16位計(jì)數(shù)器的最大值。脈寬計(jì)數(shù)與轉(zhuǎn)速的計(jì)算關(guān)系為f = 80000/(65536-N)rpm = f*60其中N為計(jì)數(shù)器讀出值，65536為16位計(jì)數(shù)器初值(計(jì)數(shù)器為遞減計(jì)數(shù)方式)， 即(65535-N)為脈寬計(jì)數(shù)值；f為轉(zhuǎn)速頻率；rpm為轉(zhuǎn)速，單位轉(zhuǎn)/分。(6)嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊[0072]嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊是振動(dòng)采集分析儀的核心，本實(shí)施例的嵌入式網(wǎng)絡(luò)模塊采用 Intel 386微處理器和512K用戶Flash磁盤(pán)空間、運(yùn)行DOS系統(tǒng)、提供精簡(jiǎn)ISA總線驅(qū)動(dòng)接 口并集成10/100M快速以太網(wǎng)絡(luò)接口。該網(wǎng)絡(luò)模塊運(yùn)行專門(mén)的數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸程 序，精簡(jiǎn)ISA總線驅(qū)動(dòng)接口連接系統(tǒng)其它模塊，其以太網(wǎng)絡(luò)接口用于與上位機(jī)的高速、實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)通信。圖12為采用本實(shí)施例的振動(dòng)采集分析儀進(jìn)行振動(dòng)采集分析的流程圖。如圖所示 在完成必要的系統(tǒng)總線初始化、看門(mén)狗設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)與硬件初始化后，軟件進(jìn)入數(shù)據(jù)采集主循 環(huán)，即按一定的間隔設(shè)置看門(mén)狗，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行；周期讀取和處理上位機(jī)下發(fā)的網(wǎng)絡(luò) 命令，如采樣參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)報(bào)告等；定間隔采集轉(zhuǎn)速；通過(guò)采集的轉(zhuǎn)速，確定鍵相信號(hào)是 否接入(根據(jù)前述的轉(zhuǎn)速采集原理可知，在有健相信號(hào)接入時(shí)，經(jīng)調(diào)理后的健相脈沖進(jìn)入 脈寬計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器電路，才能有計(jì)數(shù)值，因此，根據(jù)采集到的轉(zhuǎn)速值是否為0即可判斷是否 有健相信號(hào)接入)；在有鍵相情況下設(shè)置AD采樣模塊工作在外部觸發(fā)模式下，并打開(kāi)鍵相 中斷；在鍵相中斷處理程序中啟動(dòng)AD采樣過(guò)程，同時(shí)關(guān)閉鍵相中斷，保證鍵相中斷的采樣 起點(diǎn)作用；在沒(méi)有鍵相接入情況下，按設(shè)置的采樣頻率設(shè)置AD采樣模塊內(nèi)部時(shí)鐘參數(shù)，使 其工作在內(nèi)部定時(shí)間隔采樣模式下，同時(shí)軟件啟動(dòng)AD采樣；AD采樣按設(shè)置的模式和采樣參 數(shù)自主采樣，采集數(shù)據(jù)在時(shí)序電路的控制下順序進(jìn)入FIFO緩沖存貯器；軟件系統(tǒng)周期讀取 AD采樣結(jié)束標(biāo)志，若一次樣本采樣結(jié)束，軟件順序讀出FIFO緩沖存貯器內(nèi)容，若在一定時(shí) 間內(nèi)AD采樣超時(shí)，則軟件系統(tǒng)重新啟動(dòng)新的采樣過(guò)程；樣本數(shù)據(jù)經(jīng)DFT計(jì)算得到振動(dòng)幅值、 相位等特征參數(shù)；轉(zhuǎn)速、樣本數(shù)據(jù)、特征參數(shù)，均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口上傳上位機(jī)系統(tǒng)，做進(jìn)一步的 處理、分析和存貯。圖13為振動(dòng)采集分析儀和上位機(jī)的通信過(guò)程。采集分析儀通過(guò)10/100M以太網(wǎng) 絡(luò)接口為上位機(jī)系統(tǒng)提供采樣數(shù)據(jù)傳輸，上網(wǎng)機(jī)系統(tǒng)也通過(guò)該接口對(duì)采集分析儀實(shí)現(xiàn)采集 參數(shù)設(shè)置、工作方式調(diào)整、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等。在與上位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信中，采集儀的角色為網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)器，隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)上位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接，而上位機(jī)則為網(wǎng)絡(luò)客戶端，連接上采集分析儀后， 上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)命令設(shè)置和控制采集分析儀的工作。如圖13所示采集分析儀隨時(shí)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)求，上位機(jī)請(qǐng)求連接完成后下發(fā) SetAcqParam命令，設(shè)置采集分析儀參數(shù)，如通道數(shù)、各通道類型、樣本長(zhǎng)度、采樣頻率等， 同時(shí)，上位機(jī)下發(fā)SetDataRefresh命令，設(shè)置采集分析儀主動(dòng)上傳采集數(shù)據(jù)；采集分析儀 以設(shè)置的采樣配置工作，采集獲得的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、特征數(shù)據(jù)隨時(shí)上傳；上位機(jī)可 通過(guò)設(shè)置SetlnfoReport標(biāo)志，打開(kāi)或關(guān)閉采集分析儀的工作狀態(tài)報(bào)告；上位機(jī)可通過(guò) SetAddress重新設(shè)置采集分析儀的IP地址參數(shù)；也可通過(guò)Restart命令重置采集分析儀； 在上位機(jī)不需要連接采集分析儀時(shí)，可主動(dòng)關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)連接，采集分析儀再次進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng) 狀態(tài)。本實(shí)用新型實(shí)施例的振動(dòng)采集分析儀能提供以下有益效果1、通過(guò)提供多達(dá)24通道的振動(dòng)信號(hào)接入，可滿足大機(jī)組8個(gè)瓦、每瓦3路振動(dòng)信 號(hào)的全面的振動(dòng)監(jiān)測(cè)分析需要；2、振動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路提供直流、原始振動(dòng)波形、一次積分波形和二次積分波形等 信號(hào)的多路選擇及恒流源供電能力，保證對(duì)渦流、速度、加速度及ICP等不同類型傳感器信 號(hào)的適應(yīng)性；[0079]3.雙路冗余的鍵相處理電路，保證了至關(guān)重要的鍵相信號(hào)處理的可靠性；4.采用雙向觸發(fā)電壓比較技術(shù)，能準(zhǔn)確提取鍵相信號(hào)，適應(yīng)光電、渦流、TTL等不 同類型、較低占空比的鍵相傳感器信號(hào)接入；5.大緩沖區(qū)、可配置、高速同步AD采樣模塊保證了長(zhǎng)樣本、細(xì)化頻譜分析需要；6.采樣10M/100M高速以太網(wǎng)上位機(jī)通信接口，具有很好的通用性。以上具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而非用于限定本實(shí)用新型。
權(quán)利要求一種振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述振動(dòng)采集分析儀包括振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置，用于接收振動(dòng)傳感器傳來(lái)的被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理生成對(duì)應(yīng)于不同傳感器類型的多路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，根據(jù)所述振動(dòng)傳感器的類型和采樣需求選通一路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)輸出；鍵相信號(hào)處理裝置，用于接收被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的鍵相信號(hào)，對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行處理生成鍵相脈沖信號(hào)；鎖相倍頻裝置，用于接收所述鍵相脈沖信號(hào)，對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理生成倍頻信號(hào)；振動(dòng)信號(hào)采樣裝置，用于接收所述倍頻信號(hào)和輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，采用所述倍頻信號(hào)對(duì)輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)進(jìn)行采樣生成樣本數(shù)據(jù)；控制處理裝置，用于接收所述鍵相脈沖信號(hào)，在所述鍵相脈沖信號(hào)的觸發(fā)下啟動(dòng)所述采樣過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述振動(dòng)采集分析儀還包括 轉(zhuǎn)速采集裝置，用于接收所述鍵相脈沖信號(hào)，對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理生成所述被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述控制處理裝置，還用于對(duì)所述鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，生成振動(dòng)特征參數(shù)，并將所 述樣本數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)和振動(dòng)特征參數(shù)發(fā)送給上位機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置包括 多路振動(dòng)調(diào)理通道；每路振動(dòng)調(diào)理通道，用于接收一個(gè)振動(dòng)傳感器傳來(lái)的振動(dòng)信號(hào)，對(duì)所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行 處理生成對(duì)應(yīng)于不同傳感器類型的多路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，根據(jù)與該通道連接的振動(dòng)傳感器類 型和采樣需求選通一路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置包括 直流信號(hào)提取單元，用于從所述振動(dòng)信號(hào)中提取直流信號(hào)；原始信號(hào)獲取單元，用于對(duì)所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行濾波放大獲得原始交流信號(hào)； 一次積分信號(hào)獲取單元，用于對(duì)所述交流信號(hào)進(jìn)行積分，獲得一次積分信號(hào)； 二次積分信號(hào)獲取單元，用于對(duì)所述一次積分信號(hào)進(jìn)行再次積分；獲得二次積分信號(hào)；多路選擇單元，用于根據(jù)所述振動(dòng)傳感器的類型和采樣需求從所述直流信號(hào)、交流信 號(hào)、一次積分信號(hào)和二次積分信號(hào)中選擇一路信號(hào)輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述振動(dòng)信號(hào)采樣裝置包含多路采樣通道，用于對(duì)多路振動(dòng)調(diào)理通道輸出的振動(dòng)調(diào)理 信號(hào)同時(shí)采樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述鍵相信號(hào)處理裝置包括 至少兩個(gè)鍵相信號(hào)處理通道，每個(gè)鍵相信號(hào)處理通道用于接收被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的鍵相信號(hào)，對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行處理生成鍵相脈沖信號(hào)；鍵相信號(hào)選擇單元，用于根據(jù)所述控制處理裝置的指令，從生成的至少兩路鍵相脈沖 信號(hào)中選擇一路輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述鍵相信號(hào)處理裝置包括 雙向電壓比較單元，用于根據(jù)鍵相信號(hào)的幅度調(diào)整觸發(fā)電壓值，采用所述觸發(fā)電壓對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行峰_峰檢波；穩(wěn)定脈沖信號(hào)生成單元，用于根據(jù)鍵相信號(hào)的占空比調(diào)整觸發(fā)電路的參數(shù)，對(duì)經(jīng)過(guò) 峰_峰檢波的信號(hào)進(jìn)行上升沿J-K觸發(fā)生成穩(wěn)定的TTL脈沖信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)采集分析儀，其特征在于，所述控制處理裝置為嵌入式 網(wǎng)絡(luò)模塊。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種振動(dòng)采集分析儀，所述振動(dòng)采集分析儀包括振動(dòng)信號(hào)調(diào)理裝置，接收振動(dòng)傳感器傳來(lái)的被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)信號(hào)，對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理生成對(duì)應(yīng)于不同傳感器類型的多路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，根據(jù)振動(dòng)傳感器的類型和采樣需求選通一路振動(dòng)調(diào)理信號(hào)輸出；鍵相信號(hào)處理裝置，接收被測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的鍵相信號(hào)，對(duì)所述鍵相信號(hào)進(jìn)行處理生成鍵相脈沖信號(hào)；鎖相倍頻裝置，接收鍵相脈沖信號(hào)，對(duì)鍵相脈沖信號(hào)進(jìn)行處理生成倍頻信號(hào)；振動(dòng)信號(hào)采樣裝置，接收倍頻信號(hào)和輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)，采用倍頻信號(hào)對(duì)輸出的振動(dòng)調(diào)理信號(hào)進(jìn)行采樣生成樣本數(shù)據(jù)；控制處理裝置，用于接收鍵相脈沖信號(hào)，在鍵相脈沖信號(hào)的觸發(fā)下啟動(dòng)所述采樣過(guò)程。
文檔編號(hào)G01H11/00GK201653537SQ20102000150
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者劉振祥, 黃葆華 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司