一种水泵瞬态信号分析装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水泵与水泵站监测技术领域，具体涉及一种水泵瞬态信号分析装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，对水泵站的瞬态信号监测，主要依据《水力机械振动和脉动现场测试规程》(GB 17189-1997)。该规程只是针对水力机械(特别是水轮机)提出了检测压力脉动峰值的要求，但对于水泵，未详细规定所需检测压力脉动值的部位，以及如何评价压力脉动值。另夕卜，目前所有压力脉动检测信号，均是与振动、噪声等检测信号分开处理的，缺少能够同步记录和处理水泵瞬态信号分析的方法和装置。
[0003]随着现代电子传感器和计算机技术的发展，高精度动态信号加速度传感器、电压信号速度传感器和高频压阻式电流信号压力脉动传感器等传感器越来越多的应用于水站站现场。不同信号类型的传感器往往存在连接线接口不一致，从而导致现场接线多、易出错及携带困难等问题。而且各个信号需要分别测量，再最后汇总整理，水泵瞬态信号之间的联系分析比较困难，还要付出较多的人力，数据的操作管理也相当不方便。
[0004]目前，已经出现了多通道的水泵和水泵站的测试设备，但多数仅是基于电流信号或电压信号的测试，而且多以关注压力、流量、转速和扭矩等外特征为主。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是如何能够同步记录和处理水泵瞬态信号。
[0006]为此目的，本发明提出了一种能够同步记录和处理水泵瞬态信号的一种水泵瞬态信号分析装置及方法。
[0007]本发明提供一种水泵瞬态信号分析装置，包括:
[0008]信号采集单元，用于采集目标水泵的至少一个瞬态信号，所述瞬态信号为动态信号和/或电流信号和/或电压信号；
[0009]模数转换单元，用于将所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号分别转换为动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号；
[0010]信号处理单元，用于对所述动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号进行时域分析、频域分析和时频联合分析；
[0011]显示单元，用于显示所述信号处理单元对所述动态数字信号、电流数字信号和电压数字信号所分析的结果。
[0012]可选地，所述信号采集单元包括:动态信号接收通道、电流信号接收通道和电压信号接收通道；
[0013]所述模数转换单元包括:动态信号采集卡、电流信号采集卡和电压信号采集卡。
[0014]可选地，所述动态信号采集卡、电流信号采集卡和电压信号采集卡均包括信号调理单元、信号滤波单元和模数转化单元；其中，
[0015]所述信号调理单元，用于放大所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号；
[0016]所述信号滤波单元，用于对所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号进行滤波；
[0017]所述模数转化单元，用于将所述信号滤波单元滤波后的所述动态信号、电流信号和电压信号转换为动态数字信号、电流数字信号和电压数字信号。
[0018]可选地，所述动态信号包括需要激励才发生变化的信号。
[0019]可选地，所述信号处理单元包括时域分析单元、频谱分析单元和时频分析单元；其中，
[0020]所述时域分析单元，用于分析所述动态信号、电流信号和电压信号的平均值、有效值、峰度值和97%置信度峰峰值；
[0021]所述频谱分析单元，用于分析分析所述动态信号、电流信号和电压信号的第一主频、第二主频和第三主频及其幅值；
[0022]所述时频分析单元，用于分析所述动态数字信号、电流数字信号和电压数字信号的主要频率随时间的变化情况。
[0023]本发明还提供一种水泵瞬态信号分析方法，包括:
[0024]采集目标水泵的至少一个瞬态信号，所述瞬态信号为动态信号和/或电流信号和/或电压信号；
[0025]将所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号分别转换为动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号；
[0026]对所述动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号进行时域分析、频域分析和时频联合分析；
[0027]显示对所述动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号分析的结果。
[0028]可选地，所述接收外部传感器发送的动态信号和/或电流信号和/或电压信号包括:
[0029]通过动态信号接收通道接收所述目标水泵的动态信号；
[0030]通过电流信号接收通道接收所述目标水泵的电流信号；
[0031]通过电压信号接收通道接收所述目标水泵发送的电压信号；
[0032]所述将所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号分别转换为动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号包括:通过模数转换单元分别将所述动态信号和/或所述电流信号和/或所述电压信号转换为动态数字信号。
[0033]可选地，所述将所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号分别转换为动态数字信号、电流数字信号和电压数字信号包括:
[0034]放大所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号；
[0035]对所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号进行滤波；
[0036]将滤波后的所述动态信号和/或电流信号和/或电压信号转换为动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号。
[0037]可选地，所述动态信号包括需要激励才发生变化的信号。
[0038]可选地，所述对所述动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号进行时域分析、频域分析和时频联合分析包括:
[0039]分析所述动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号的平均值、有效值、峰度值和97%置信度峰峰值；
[0040]分别分析所述动态数字信号和/或电流数字信号和电压数字信号的第一主频、第二主频和第三主频及其幅值；
[0041]分别分析所述动态数字信号和/或电流数字信号和/或电压数字信号的主要频率随时间的变化情况。
[0042]本发明所公开了一种水泵瞬态信号分析装置及方法，该装置通过集成信号采集单元、模数转换单元和信号处理单元，能够同步记录、处理和显示水泵瞬态信号，避免了现有技术中不同信号类型的传感器接口不一致，现场接线混乱易出差错以及接线携带困难的技术问题；同时本发明还可以在记录电压信号和电流信号的同时，记录和处理动态信号。
【附图说明】
[0043]通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0044]图1示出了本发明的其中一个实施例的一种水泵瞬态信号分析装置的结构示意图；
[0045]图2出了本发明的其中一个实施例的一种水泵瞬态信号分析装置与水泵的信号流向示意图；
[0046]图3出了本发明的其中一个实施例的一种水泵瞬态信号分析方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0048]一种水泵瞬态信号分析装置，如图1所