专利名称：在线轴承频谱分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分析仪表，具体说涉及一种在线轴承频谱分析仪。
背景技术：
机械轴承在运转时都会发出声音，也包括发出次声波和超声波，一个正常的轴承 和一个即将损坏的轴承或已经损坏的轴承，发出的声音是有差异的，一个有经验的监测人 员可以熟练的通过声音来判断该轴承运转状况，但该方法有很大的局限性一是通常只能 判别20Hz 15KHz的声音，对于次声波和超声波则因听不到而无法判别；二是因技术人员 的经验不同，导致判断的差异很大；三是没有具体的量化指标；四是无法连续长时间监测。 轴承频谱分析仪可以满足以上要求，它通过对轴承运转时发出的机械振动波进行采样，范 围包括次声波< 20Hz、声波20Hz 20KHz、超声波> 20KHz，用微处理器进行频谱分析，将分 析结果以图形、图像的方式显示给监测人员。但现有轴承频谱分析仪也有很大的局限性被 测轴承在工作时，并非是唯一的个体，周围还会有很多机械器件甚至其它轴承，这些机械器 件都会发出声响干扰检测，若把轴承从设备中取下单独检测则代价高昂。发明内容针对现有轴承频谱分析仪存在的问题，本实用新型提供一种采用若干个探头，对 被测轴承方向、环境的其它噪音源方向同时进行采样，采用高速DSP处理器同时对被测的 1个或多个轴承和噪音源进行频谱分析，用被测轴承的频谱数据与噪音源的数据相减，最终 得到已过滤掉环境噪音的轴承频谱分析结果的一种在线轴承频谱分析仪。解决上述问题所采取的技术方案是一种在线轴承频谱分析仪，其特征在于由声音定向导管(1)、微处理器( 、轴承 探头(3)和环境噪音探头(4)构成，其中，轴承探头(3)和环境噪音探头(4)设置在声音定 向导管(1)内且通过线缆分别与微处理器(2)连接。本实用新型的积极效果本实用新型与现有的轴承频谱分析仪相比，可以对正在 运转、工作中的轴承进行检测，可最大化的排除现场环境噪音干扰，因此还可以制成针对某 些重要轴承部件的固定式在线检测仪表实时进行在线检测，可在重要部件失效前提前预 警，方便用户提早安排维修与调度，大大降低用户的生产风险和维修成本。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型另一实施例的结构示意图；图3为探头与微处理器的电路连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。图1所示，为一种手持式双探头在线轴承频谱分析仪，由声音定向导管1、微处理 器2、轴承探头3和环境噪音探头4构成，其中，轴承探头3和环境噪音探头4设置在声音定向导管1内，轴承探头3和环境噪音探头4通过线缆分别与微处理器2连接，微处理器2 安装在声音定向导管1下方的手柄上。轴承探头3距离声音定向导管1的前开口处较远， 目的是让被测轴承的声音5的路径具有一定的指向性。而环境噪音探头4靠近声音导向管 1的后开口处，可无遮挡的接收来自后方的环境噪音6。探头之间要用吸音棉和硅胶填充隔 音，避免噪音与被测声音混合。轴承探头3在对轴承探头声音5进行采样的同时，噪音探头 4又对环境噪音6进行采样。环境噪音探头4可以由多个组成，用来采集各个方向的干扰噪 音。轴承探头3也可以由多个组成，目的是收集更广频率范围的声音，例如超声波、次声波。 被测轴承的声音5经声音定向导管1到达轴承探头3，环境噪音6直接到达环境噪音探头 4。微处理器2对轴承探头3和噪音探头4的信号分别进行采样和频谱分析，并将这两个频 谱分析结果进行比较和减法等计算，最终输出轴承声音5过滤掉环境噪音6后的声音频谱， 输出显示在屏幕上。图2所示，为本实用新型的另一实施例，是一种固定式双探头在线轴承频谱分析 仪，由声音定向导管1、微处理器2、轴承探头3和环境噪音探头4构成，本实施例中，将声音 定向导管1设置为两个，轴承探头3和环境噪音探头4分别设置在2个声音定向导管1内， 轴承探头3和环境噪音探头4通过长距离屏蔽线缆分别与微处理器2连接。轴承探头3在 对轴承探头声音5进行采样的同时，环境噪音探头4又对环境噪音6进行采样。环境噪音探 头4可以由多个组成，用来采集各个方向的干扰噪音。轴承探头3也可以由多个组成，目的 是收集更广频率范围的声音，例如超声波、次声波。被测轴承的声音5被轴承探头3拾取， 环境噪音6被环境噪音探头4拾取。微处理器2对轴承探头3和噪音探头4的信号分别进 行采样和频谱分析，并将这两个频谱分析结果进行比较和减法等计算，最终输出轴承声音5 过滤掉环境噪音6后的声音频谱，输出显示在屏幕上。使用时，可将本实用新型中的轴承探 头3放置在轴承或轴承方向处，环境噪音探头4放置在噪音源方向处。本实用新型中，微处理器2采用美国德州仪器(Tl)公司生产的高速DSP系列处理 器，型号为TMS320F28335。轴承探头3和环境噪音探头4采用国产的驻极体MIC，型号为 WM-60A。图3所示，为轴承探头3、环境噪音探头4和微处理器2的电路连接关系两个驻 极体MIC分别接入两路前置放大单元，信号经初步放大处理后，分别接入DSP核心板的ADCO 和ADCl进行模/数(A/D)转换。处理结果通过SCI接口输出至128x64IXD液晶显示屏，另 一路通过TxD接口输出至RS232接口转换电路，同时该接口也可接收各种控制指令。操作按 键也将开关信号接至DSP核心板的多个IO 口 ；电源模块具有滤波和稳压功能，可将7-36v 直流稳压到5V，为DSP及前置放大单元、IXD液晶屏供电。本实用新型工作时，来自2个或多个的探头信号，以44. IKHz的频率对探头信号 进行AD转换，连续采样256点保存在内存中，然后对这段数据进行频谱分析计算，得出256 点的频谱分析数据，DSP首先将这些结果保存在内存中，待所有探头的频谱分析结果都结束 后，再把来自轴承探头的频谱分析结果与其它的噪音频谱一一进行对比，当频谱中的某个 频率同时在噪音和轴承探头中存在时，将通过数学模型对其进行衰减，实现过滤环境噪音 的功能。最后通过显示屏和数据线缆输出频谱分析结果。
权利要求1. 一种在线轴承频谱分析仪，其特征在于由声音定向导管(1)、微处理器O)、轴承探 头(3)和环境噪音探头(4)构成，其中，轴承探头(3)和环境噪音探头(4)设置在声音定向 导管(1)内且通过线缆分别与微处理器(2)连接。
专利摘要本实用新型提供一种采用若干个探头和高速DSP处理器同时对被测的1个或多个轴承和噪音源同时进行采样和频谱分析，用被测轴承的频谱数据与噪音源的数据相减，最终得到已过滤掉环境噪音的轴承频谱分析结果。其结构是由声音定向导管、微处理器、轴承探头和环境噪音探头构成，轴承探头和环境噪音探头设置在声音定向导管内且通过线缆分别与微处理器连接。本实用新型与现有轴承频谱分析仪相比，可对正在运转、工作中的轴承进行检测，可最大化的排除现场环境噪音干扰，实时进行在线检测，可在重要部件失效前提前预警，方便用户提早安排维修与调度，大大降低用户的生产风险和维修成本。
文档编号G01M13/04GK201828335SQ201020571278
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者崔德明 申请人:崔德明