CN110426221A - 一种机械故障检测***及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械故障检测***及其检测方法,***包括三个与被测机械相连接的振动传感器,与各路传感器对应的滤波器和程控开关,以及进行监测信号后续处理的信号加法器、滤波放大电路、模数转换器、故障检测处理器,检测时,首先控制程控开关全部打开,此时监测***监测的是X、Y、Z三路振动信号的累加,故障检测处理器将累加值与故障阈值进行比较,判断是否发生故障;检测到故障后,通过程控开关分别选通,进行单路的重点监测,把故障定位到某个方向上。本发明设置程控开关,可以把三个信号叠加到一起监测,也可以分时重点监测某一路信号,提高了处理电路的复用性和一致性,降低了***虚警率。
Description
技术领域
本发明涉及机械故障检测技术,具体涉及一种机械故障检测***及其检测方法。
背景技术
安装于机械表面的振动传感器,会随着被监测部件的振动或转动而振动,得到与被监测部件频率一致,幅值与振动加速度值正相关的电信号,因此,通过监测振动传感器的电信号可以检测机械故障。由于机械振动信号在空间三维上都存在分布,而传统的加速度传感器是具有方向性的,所以为了全方位监控故障信号,往往需要在XYZ三维方向上都布置振动传感器。这样每路传感器需要一个调理电路和模数转换,后端电路***庞大且参数设置复杂,导致监测***自身的故障率和虚警率较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械故障检测***及其检测方法。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种机械故障检测***,包括三个与被测机械相连接的振动传感器,与各路传感器对应的滤波器和程控开关,以及进行监测信号后续处理的信号加法器、滤波放大电路、模数转换器、故障检测处理器,其中:所述振动传感器用于将机械在X、Y、Z方向的振动信号转换为电信号;所述滤波器与振动传感器相连,用于隔离振动传感器检测信号的直流部分;所述程控开关与滤波器相连,用于选通传输到下一电路部分的信号;所述信号加法器与程控开关相连,用于对选通信号进行等比例叠加;所述滤波放大电路与信号加法器相连,用于对叠加的信号进行滤波和放大;所述模数转换器与滤波放大电路相连,用于将滤波放大后的模拟信号转换为数字信号;所述故障检测处理器与模数转换器相连,用于读取数字信号,完成故障判断和程控开关控制。
一种机械故障检测方法,首先控制程控开关全部打开,此时监测***监测的是X、Y、Z三路振动信号的累加,故障检测处理器将累加值与故障阈值进行比较,判断是否发生故障;检测到故障后,通过程控开关分别选通,进行单路的重点监测,把故障定位到某个方向上。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:本发明设置程控开关,可以把三个信号叠加到一起监测,也可以分时重点监测某一路信号,提高了处理电路的复用性和一致性,降低了***虚警率。
附图说明
图1是本发明机械故障检测***的示意图。
图2是加法器的示意图。
图3是机械故障检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步说明本发明方案。
如图1所示,机械故障检测***包括三个与被测机械相连接的振动传感器,与各路传感器对应的滤波器和程控开关,以及进行监测信号后续处理的信号加法器、滤波放大电路、模数转换器、故障检测处理器,其中:所述振动传感器用于将机械在X、Y、Z方向的振动信号转换为电信号;所述滤波器与振动传感器相连,用于隔离振动传感器检测信号的直流部分;所述程控开关与滤波器相连,用于选通传输到下一电路部分的信号;所述信号加法器与程控开关相连,用于对选通信号进行等比例叠加;所述滤波放大电路与信号加法器相连,用于对叠加的信号进行滤波和放大;所述模数转换器与滤波放大电路相连,用于将滤波放大后的模拟信号转换为数字信号;所述故障检测处理器与模数转换器相连,用于读取数字信号,完成故障判断和程控开关控制。
作为一种具体实现,所述滤波器可以采用隔直电容。所述程控开关可以是三个单独的程控开关,也可以是一个每路可单独控制的集成程控开关。所述加法器可以由一个放大器搭建,如图2所示。所述滤波放大电路由滤波电路和放大芯片构成。所述模数转换器是一个满足精度的单路模数转换器。所述故障检测处理器可以是单片机、DSP、FPGA、 ARM等。
基于上述机械故障检测***的机械故障检测方法,首先控制程控开关全部打开,此时监测***监测的是X、Y、Z三路振动信号的累加,故障检测处理器将累加值与故障阈值,即累计故障的阈值或突变故障的阈值进行比较,判断是否发生故障;当某一个方向的故障突然发生时,检测到的信号叠加值也会突变,当突变量超过突变故障阈值时,对三路分别选通,进行单路的重点监测,把故障定位到某个方向上;当三路信号叠加值的累积误差超过累计故障阈值时,可以对三路分别选通,把故障定位到某个方向上。软件实现方法如图3所示。
本发明给出了在XYZ三个方向进行监测的情况,实际应用中,也可以根据应用要求配置多于三个方向的监测装置,监测原理同上文所述。
Claims (8)
1.一种机械故障检测***,其特征在于,包括三个与被测机械相连接的振动传感器,与各路传感器对应的滤波器和程控开关,以及进行监测信号后续处理的信号加法器、滤波放大电路、模数转换器、故障检测处理器,其中:所述振动传感器用于将机械在X、Y、Z方向的振动信号转换为电信号;所述滤波器与振动传感器相连,用于隔离振动传感器检测信号的直流部分;所述程控开关与滤波器相连,用于选通传输到下一电路部分的信号;所述信号加法器与程控开关相连,用于对选通信号进行等比例叠加;所述滤波放大电路与信号加法器相连,用于对叠加的信号进行滤波和放大;所述模数转换器与滤波放大电路相连,用于将滤波放大后的模拟信号转换为数字信号;所述故障检测处理器与模数转换器相连,用于读取数字信号,完成故障判断和程控开关控制。
2.根据权利要求1所述的机械故障检测***,其特征在于,所述滤波器采用隔直电容。
3.根据权利要求1所述的机械故障检测***,其特征在于,所述程控开关是三个单独的程控开关,或者是一个每路可单独控制的集成程控开关。
4.根据权利要求1所述的机械故障检测***,其特征在于,所述滤波放大电路由滤波电路和放大芯片构成。
5.根据权利要求1所述的机械故障检测***,其特征在于,所述模数转换器是单路模数转换器。
6.根据权利要求1所述的机械故障检测***,其特征在于,所述故障检测处理器是单片机、DSP、FPGA或者ARM。
7.基于权利要求1-6任意一项所述的机械故障检测***的机械故障检测方法,其特征在于,首先控制程控开关全部打开,此时监测***监测的是X、Y、Z三路振动信号的累加,故障检测处理器将累加值与故障阈值进行比较,判断是否发生故障;检测到故障后,通过程控开关分别选通,进行单路的重点监测,把故障定位到某个方向上。
8.根据权利要求7所述的机械故障检测方法,其特征在于,用于故障诊断的故障阈值包括累计故障的阈值和突变故障的阈值。
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