，语音长度较 长。
[0019] 本实用新型的工作原理是；温度检测模块6中，温度传感器3把采集到的温度信 号经前置电荷放大器8放大后，再经运算放大器9放大，送入集成状态变量滤波器10对信 号进行滤波，滤去无用或干扰信号后，通过无线传输装置11采用Zi浊ee无线信号传输技术 传送至A/D转换器13转换成数字信号送入AVR单片机12中，与预置的参数相比较，如果温 度有异常，预警模块15的发光二极管18闪烁并马上通过语音巧片17报警，同时显示在液 晶显示屏16上；振动测量模块7中，轴承振动处于低频或高频时压电陶瓷式加速度传感器 4拾取轴承振动信号，当轴承内微裂纹扩张所产生的超高频率振动时，检测超高频段信号的 超声波传感器5拾取振动信号供给前置电荷放大器8放大后，再经运算放大器9放大，送入 滤波器10对信号进行滤波，滤去无用或干扰信号后，将模拟信号通过无线传输装置11采用 Zi浊ee无线信号传输技术传给A/D转换器13转换并送人AVR单片机12中，与预置的参数 相比较，如果振动频率有异常，预警模块15的发光二极管18闪烁并马上通过语音巧片17 报警，同时显示在液晶显示屏16上。
[0020] 本实用新型中，ATmegaS单片机可W采用两种轴承温度诊断方法：
[0021] 一种为绝对温升方法，即判断轴承温度是否大于T(T为绝对超限值），当数字温度 传感器采集到的轴承温度大于T时，则诊断为轴承超温如预先设置轴承的温度值大于90度 或大于外部环境温度45度，为报警点。
[0022] 另一种为相对温升方法，即判断轴承温度是否大于C+At(C为外部环境温度，At 为用户指定的4rc-49°c之间唯一值），如果诊断为大于C+At时，则诊断为轴承超温。
[0023] 温度传感器3可依据绝对温升和相对温升方法采用多帖斜率动态诊断方式进行 温度超限诊断，具体如下：
[0024] 定义采集频率为5秒/次的温度序列为；k(l)，k(2)，k(3). . .k(n)...
[00巧]诊断算法如下：
[0026] (1)去除k(l). . . k(n)序列上的干扰点：
[0027]如果k(x)-k(x-l)> 5 且k(x+l)-k(x)< -5 则k(x)为干扰点；
[002引如果k(x)-k(x-l)< -5 且k(x+l)-k(x)> 5 则k(x)为干扰点；
[0029] 似计算k(l).. .k(n)序列上的斜率；
[0030]斜率K=(k(x)-k(x-l))/(t(x)-t(x-l))，t(x)为第X点的采样时间，
[0031] 达到报警点时，若0 <k<= 1定义为一般的超温报警；
[0032] 达到报警点时，若1 <k< = 2定义为紧急的超温报警；
[0033] 达到报警点时，若2 <k< = 3定义为误报警。
[0034] 该是由于轴承温度属于慢变量，温度的上升和下降需要一个时间的过程，因此在 累计多帖数据的基础上，动态计算相邻帖之间的斜率关系，能有效的去除干扰数据并并提 高报警率，同时还可W根据斜率的走势，预测超温报警的紧急程度；
[0035] 本实用新型中，ATmegaS单片机还可W采用两种轴承振动信号诊断方法：
[0036] 其中
[0037] Z-轴承滚珠个数
[003引 d-轴承滚珠直径
[0039] D-轴承滚道节径
[0040] a-接触角
[0041] rl-内圈滚道半径
[00创 r2-外圈滚道半径
[0043] 内圈旋转频率乂
[0044] 内外圈相对旋转频率fr= f i-f；= f .
【主权项】
1. 一种基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，包括轴承座（I)、信号处 理模块（2)、用于检测轴承温度的温度传感器（3)、检测轴承低高频振动信号的加速度传感 器（4)和检测轴承超高频段信号的超声波传感器（5)，其特征在于：所述温度传感器（3)与 温度检测模块（6)功能连接，加速度传感器（4)、超声波传感器（5)与振动检测模块（7)功 能连接，温度检测模块（6)、振动检测模块（7)通过无线信号传输模块与信号处理模块功能 连接，无线信号传输模块包括依次设置的电荷放大器（8)、运算放大器（9)、滤波器（10)和 无线传输装置（11);所述信号处理模块包括无线接收电路和AVR单片机（12)，AVR单片机 (12)的输入端分别连接有无线接收电路、A/D转换器（13)和用于设置监控装置工作参数、 报警允许条件等其它交互操作的键盘（14)，AVR单片机（12)的输出端与预警模块（15)和 用于显示轴承温度、振动频率的液晶显示屏（16)连接，所述预警模块（15)包括用于进行预 警、提醒及时处理异常信息的语音芯片（17)和发光二极管（18)。
2. 根据权利要求1所述的基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，其特征 在于，所述AVR单片机（12)的型号为ATmega8。
3. 根据权利要求1所述的基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，其特征 在于，所述无线传输装置（11)采用ZigBee无线信号传输技术。
4. 根据权利要求1所述的基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，其特征 在于，所述温度传感器（3)选用DS18820温度传感器，最高分辨率为0.062%，工作电压为 3. 0~5. 5V，测量温度范围为-5~125°C。
5. 根据权利要求1所述的基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，其特征 在于，所述加速度传感器（4)选取压电陶瓷式加速度传感器。
6. 根据权利要求1所述的基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，其特征 在于，所述A/D转换器（13)为ADC0809模数转换器。
7. 根据权利要求1所述的基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，其特征 在于，所述语音芯片（7)采用WTV020-S语音芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于红外测温及振动信号检测的轴承故障诊断装置，包括轴承座、温度检测模块和振动检测模块，温度检测模块、振动检测模块通过无线信号传输模块与信号处理模块功能连接，无线信号传输模块包括依次设置的电荷放大器、运算放大器、滤波器和无线传输装置；所述信号处理模块包括无线接收电路和AVR单片机，AVR单片机分别连接有无线接收电路、A/D转换器、键盘、预警模块和液晶显示屏，所述预警模块语音芯片和发光二极管；本实用新型可以实现轴承温度、轴承的振动频率的自动监测，根据轴承温度、振动频率是否异常，采取相应措施进行防护，杜绝安全隐患；检测方便易行，检测精度高，且受环境影响小；能适应自动化和远程控制。
【IPC分类】G01M13-04, G01K7-00, G01H11-08
【公开号】CN204612929
【申请号】CN201520340262
【发明人】王伟
【申请人】王伟
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月24日