振动监测方法、装置及振动分析仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及振动监测方法、装置及振动分析仪，通过对振动信号的量级进行自定义，即调节设定参数，从而屏蔽干扰，检测出有效振动，为下一步的实验、分析提供准确的测量数据或者提供报警输出。通过软件方式调整监测的振动量级，只需要选择灵敏度较高的振动采集器，不需要对振动采集器本身进行调整，这种方式效率高，监测效果好。
【专利说明】振动监测方法、装置及振动分析仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及振动监测方法、装置及振动分析仪。
【背景技术】
[0002] 振动信号采集是目前比较成熟的技术，各种振动采集器对振动信号采集越来精 密，对所采集的信号加以处理，上传或联动相关设备，从而实现振动防范措施。目前所采用 的技术主要是针对振动信号采集和简易处理，振动采集器工艺精密，可以采集到很微弱的 振动信号，包括振动采集器受到振动、谐振、翻转等，都会产生一个开关量信号，信号被传递 给主机或分析仪，分析仪通过放大电路联动相关报警装置。
[0003] 现有的振动采集器采用闭合通路式工作原理，振动采集器是无源结构，如图1，内 部有四根金属导杆，四根导杆中间是一个导电的金属滚珠，相邻导杆之间相互没有连接，只 有对角两导柱接出一根导线到采集器外部，一个采集器外部有两根导线，借助内部四根导 柱中相邻的两个导柱导通才能成为通路，而实现导通的办法是由滚珠处于相邻两个导柱之 间才能实现。
[0004] 四根导杆中1和2之间的距离最小，3和4之间的距离最大，1和3、2和4之间的 距离一样，通过调整振动采集器的初始位置，可以调整振动信号的灵敏度，若滚珠常态位于 3和4之间，滚珠最为稳定，且不易滚动，采集器的灵敏度就最低；若滚珠常态位于1和2之 间，滚珠最不稳，采集器的灵敏度就最高；若滚珠常态位于1和3或2和4之间，采集器的灵 敏度就是适中。
[0005] 现有的振动分析技术存在缺陷：
[0006] 1，由于振动采集的灵敏度不够从而造成振动分析不准确；提高采集灵敏度能解决 该问题，如通过上述的调整振动采集器初始位置的方式。
[0007] 2,振动采集的灵敏度过高，干扰信号增加，误报增加，造成振动分析不准确；需要 降低灵敏度。比如，一个建筑物内，不仅墙体上布控有振动采集器，门体上也有布控，门的正 常开关属于振动监测系统的干扰信号，系统需要排除正常开关门所产生的振动，使其在正 常开关时产生的振动信号得以屏蔽，不产生或尽量少产生误告。
[0008] 从以上分析可知，在进行振动监测时，振动采集器的灵敏度选择成为了困扰工程 设计人员的一大问题，工程设计人员必须依赖经验来选择具体的采集器及其灵敏度，而且 在具体作业中往往还需要反复试验以微调采集器的灵敏度，如上述的调整采集器初始位置 的方式。另外，对于不同的墙体，其材质、厚度不一，产生的振动效果也有差异，需要配置不 同灵敏度级别的采集器，工作量很大。
[0009] 所以说，现有方式效率低下，监测效果也差，而且在后期维护过程中，如果想要调 整采集器灵敏度，必须重新调节和布置采集器，十分繁琐。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种振动监测方法、装置以及采用上述方法的振动分析仪， 用以解决需要技术的振动监测方式效率低的问题。
[0011] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0012] 振动监测方法，包括步骤如下：
[0013] 1)检测振动采集器动作信号；
[0014] 2)在设定时间Ζ〈Ζ0内，如果有效振动次数Y超过Y0,则进行处理；所述有效振动 是指：设定周期内检测到振动采集器动作信号次数X超过X0的振动，Ζ0、Υ0、Ζ0为设定值。 一组串联布设于待测试建筑物中的振动采集器形成一条振动监测回路；通过检测所述振动 监测回路断开确定为检测到振动采集器动作信号。步骤2)中，所述进行处理为进行一次告 警。所述Ζ0、Υ0、Ζ0通过人工或软件调整。
[0015] 振动监测装置，其特征在于，包括：检测模块：检测振动采集器动作信号；判断模 块：在设定时间Ζ〈Ζ0内，如果有效振动次数Υ超过Υ0,则进行处理；所述有效振动是指：设 定周期内检测到振动采集器动作信号次数X超过Χ0的振动，ΖΟ、Υ0、Ζ0为设定值。所述进 行处理为进行一次告警。所述Ζ0、Υ0、Ζ0通过人工或软件调整。
[0016] 振动分析仪，包括处理器，处理器设有至少一个数据采集接口。所述处理器还连接 有用于设置Χ、γ、ζ值的按键与显示Χ、Υ、Ζ值的显示器。所述处理器还设有通讯接口，通讯 接口用于连接短信通讯模块和/或监控中心。
[0017] 本发明的振动监测方法，通过对振动信号的量级进行自定义，即调节设定参数，从 而屏蔽干扰，检测出有效振动，为下一步的实验、分析提供准确的测量数据或者提供报警输 出。比如对于墙体、门体振动，可以首先确定正常开门关门所产生的X、Υ、Ζ值，然后再设定 周期以及χο、Υ〇、Ζ0值高于正常开关门所能够达到的X、Υ、Ζ值，从而屏蔽正常开关门所引 起的振动。通过软件方式调整监测的振动量级，只需要选择灵敏度较高的振动采集器，不需 要对振动采集器本身进行调整，这种方式效率高，监测效果好，在后期维护过程中，只需要 修改参数即可调整监测的振动量级。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是振动采集器原理图；
[0019] 图2是振动分析仪原理图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0021] 振动监测方法、装置实施例
[0022] 振动监测装置应理解为基于振动监测方法的功能构件。振动监测方法，包括步骤 如下：1)检测振动采集器动作信号；2)在设定时间Ζ〈Ζ0内，如果有效振动次数Υ超过Υ0， 则进行处理；所述有效振动是指：设定周期内检测到振动采集器动作信号次数X超过Χ0的 振动，Ζ0、Υ0、Ζ0为设定值。
[0023] 一组串联布设于待测试建筑物中的振动采集器形成一条振动监测回路；通过检测 振动监测回路断开确定为检测到振动采集器动作信号。选用低电位告警方式的振动采集探 头，此探头工作原理是，当探头内部导体处于导通状态时属于正常（即高电平、常闭状态正 常）；当探头内部导体一出现断开状态时，便理解为是由于振动导致的回路断开（即低电平， 断开状态告警)。作为其他实施方式，监测回路也可以采用多个处于断开状态的采集器并联 的方式，当任意采集器因振动处于闭合状态时，则发出信号。
[0024] 步骤2)中，进行处理为进行一次告警。作为其他实施方式，也可以进行其他处理， 如记录、传输等。Ζ0、Υ0、Ζ0可以通过人工或软件调整。调整方式很多，下文将给出一种具 体调整方式。
[0025] 振动分析仪实施例
[0026] 振动分析仪的原理如图2所示，核心为一个由处理器芯片构成的主板，处理器采 用了 STC89C52单片机，除了电源等的部分之外，处理器设有至少一个数据采集接口，每个 数据采集接口用于连接一条振动监测回路(如图所示一条回路--外部触发、信号俘获、隔 离传输)，也可以采用一个数据采集接口连接多条振动监测回路的方式。处理器还设有通讯 接口，可以接入现有监控中心(如图隔离传输、报警上传、监控中心)，亦可(连接短信通讯模 块)，通过SIM卡短信模式，发送相关短信到指定人员手机，所有设置、指令、回传信息均以中 文短信形式出现(如图SIM卡、天线、短信收发)。
[0027] 为了可以在现场人工设置振动量级，调节Ζ0、Υ0、Ζ0,处理器还连接输入输出设备， 输入输出设备可以采用触摸屏、或者键盘与显示器等等，以下给出了采用按键触点为输入， 以四位七段数码管为输出的实施方式。数码管自左向右排列，右边第一个数码管(用于显 示X)是对振动探测器所采集的信息进行初步分析，每一次墙体振动对于振动探测器内闭合 回路带来的断开次数都会在这一位数码管上显示出来，可调的设置次数为"0"到"9"，比如 设置为"9"，则由于振动产生的回路断开次数小于"9"，则自动屏蔽，当断开次数大于等于 "9"，则作为第一为计数位的有效振动，并向左边第二位数码管进位(用于显示Υ)。第二位 数码管也是可调，范围仍是"〇"到"9"，所累积的信息是由第一位数码管传递而来，比如设 置为"9"，则在第一位数码管进位次数达到"9"之后，则作为一次振动的真实信息上报，并 输出一个开关量信号。至此，就形成了一个振动振幅超过"9"，并且累积触发九次之后，上 报一次振动信息，但是振动信号会一直累积，终有达到峰值"9"的时候，所以，设置一个轮询 时间，再第三位数码管(用于显示Ζ)上显示，此设置可调，范围是"0"到"9"，每一个计数位 表示十秒，例如设置的是"9"，则表示九十秒的轮询时间，在此轮询时间内，若有累积振动幅 度超过"9"的累积，便会触发一次有效的振动输出。举例说明，若三位数码管设置的数值是 "999"，则说明是在九十秒的时段内，振动频率高于九的信息累积九次，则上报一次告警。
[0028] 告警需要向值守人员或保卫机构及时发出通知，可采用短信的形式告知，预留五 个告知号码，根据实际需求，设定告知人选和人数。系统的设定可以由中文短信形式实现， 可以设置站点名称，告知人的添加和删除，添加成功后，届时，可以发出"振动告警"，"系统 故障"，"断电告警"三种提示。
[0029] 本发明弥补了现有的振动采集和分析技术，对振动信号源应尽可能采集，而对所 采集的信号能加以分析，并按照事先根据现场实际情况考察测试，另行设置相关参数；或者 由于城市建设变动较大，所布控的环境难免受外界影响，应根据环境情况，可实时调整振动 信号处理参数，使得振动布控周到，信号采集完整，上报告警准确，减少或消除误告。
【权利要求】
1. 振动监测方法，其特征在于，包括步骤如下： 1) 检测振动采集器动作信号； 2) 在设定时间Z〈ZO内，如果有效振动次数Y超过Y0,则进行处理；所述有效振动是指： 设定周期内检测到振动采集器动作信号次数X超过X0的振动，ZO、YO、Z0为设定值。
2. 根据权利要求1所述的振动监测方法，其特征在于，一组串联布设于待测试建筑物 中的振动采集器形成一条振动监测回路；通过检测所述振动监测回路断开确定为检测到振 动采集器动作信号。
3. 根据权利要求1所述的振动监测方法，其特征在于，步骤2)中，所述进行处理为进行 一次告警。
4. 根据权利要求1所述的振动监测方法，其特征在于，所述ZO、YO、ZO通过人工或软件 调整。
5. 振动监测装置，其特征在于，包括： 检测模块：检测振动采集器动作信号； 判断模块：在设定时间Ζ〈ΖΟ内，如果有效振动次数Υ超过Υ0,则进行处理；所述有效振 动是指：设定周期内检测到振动采集器动作信号次数X超过Χ0的振动，ΖΟ、ΥΟ、Ζ0为设定 值。
6. 根据权利要求5所述的振动监测装置，其特征在于，所述进行处理为进行一次告警。
7. 根据权利要求5所述的振动监测装置，其特征在于，所述ΖΟ、ΥΟ、ΖΟ通过人工或软件 调整。
8. 采用权利要求1所述方法的振动分析仪，包括处理器，其特征在于，处理器设有至少 一个数据采集接口。
9. 根据权利要求8所述的振动分析仪，其特征在于，所述处理器还连接有用于设置X、 Υ、Ζ值的按键与显示X、Υ、Ζ值的显示器。
10. 根据权利要求8所述的振动分析仪，其特征在于，所述处理器还设有通讯接口，通 讯接口用于连接短信通讯模块和/或监控中心。
【文档编号】G01H17/00GK104101424SQ201310326028
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】窦大明 申请人:窦大明