振动信号处理系统的制作方法

文档序号:14874011发布日期:2018-07-07 03:33阅读:177来源:国知局
本实用新型涉及电力设备运行状态监测领域,特别是涉及一种振动信号处理系统。
背景技术
::有载分接开关是一种为变压器在负载变化时提供恒定电压的开关装置,它是电力系统中不可或缺的重要组成部分。研究表明,在变压器故障中,有载分接开关故障占了20%以上,并且有载分接开关的故障率呈现上升趋势。因此,我们有必要对有载分接开关有效地监测,以便于能够及时地对有载分接开关的故障进行处理。传统的监测与诊断方法是利用振动加速度传感器,非介入性地监测有载分接开关操作过程中的机械振动信号,获取传动机构的状态信息和工作模式,从而实现对机构卡滞、松动、变形、磨损、润滑等机械隐患或故障的自动诊断。然而,传统的监测方法整个处理过程都在一个设备上进行,需要近距离的接触所要监测的电力设备,存在测试安全性低的缺点。技术实现要素:基于此,有必要针对传统的检测方法存在安全性能低的问题,提供一种振动信号处理系统。一种振动信号处理系统,所述系统包括主机处理设备和从机处理设备,所述从机处理设备包括信号采集器、从处理装置和从收发器,所述主机处理设备包括主收发器和主处理装置,所述从处理装置的一端连接所述信号采集器,所述从处理装置的另一端连接所述从收发器,所述主处理装置连接所述主收发器,所述主收发器与所述从收发器无线通信连接。在一个实施例中,所述主机处理设备还包括显示装置,所述显示装置连接所述主处理装置。在一个实施例中,所述显示装置为触摸式液晶显示器。在一个实施例中,所述主机处理设备还包括存储器,所述存储器连接所述主处理装置。在一个实施例中,所述从处理装置包括滤波器和第一数字信号处理器,所述滤波器一端连接所述信号采集器,所述滤波器另一端连接所述第一数字信号处理器的一端,所述第一数字信号处理器的另一端连接所述从收发器。在一个实施例中,所述主处理装置为第二数字信号处理器。在一个实施例中,所述滤波器与所述信号采集器通过I2C(Inter-IntegratedCircuit,双向二线制同步串行)接口连接,所述滤波器与所述第一数字信号处理器通过I2C接口连接,所述第一数字信号处理器与所述从收发器通过SPI(SerialPeripheralInterface,串行外设接口)接口连接,所述主收发器与所述第二数字信号处理器通过SPI接口连接。在一个实施例中,所述从机处理设备还包括第一电源装置,所述第一电源装置连接所述从处理装置,所述主机处理设备还包括第二电源装置,所述第二电源装置连接所述主处理装置。在一个实施例中,所述从收发器和所述主收发器均为射频收发器。在一个实施例中,所述信号采集器为振动传感器。上述振动信号处理系统,通过信号采集器采集电力设备的振动信号、从处理装置进行初步处理后经从收发器发送到主机处理设备,而主机处理设备可以远离从机处理设备,与从机处理设备通过无线通信得到从机处理设备发送的信号,将信号进行进一步地处理之后得到适合监测电力设备的输出波形。分别采用不同的设备进行信号采集和诊断处理,只需将从处理设备接触电力设备,操作人员可以远离电力设备,使得整个振动信号处理系统可以在强电环境下工作,提高了测试安全性。附图说明图1为振动信号处理系统一实施例结构示意图;图2为振动信号处理系统一实施例结构示意图;图3为振动信号处理系统一实施例结构示意图。具体实施方式为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。请参阅图1,一种振动信号处理系统,包括从机处理设备100和主机处理设备200,从机处理设备100包括信号采集器110、从处理装置120和从收发器130,主机处理设备200包括主收发器210和主处理装置220,从处理装置120的一端连接信号采集器110,从处理装置120的另一端连接从收发器130,主处理装置220连接主收发器210,主收发器210与从收发器130无线通信连接。具体地,从机处理设备100置于电力设备,通过信号采集器110采集振动信号、从处理装置120进行初步处理后经从收发器130发送到主收发器210,而主机处理设备200可以远离从机处理设备100,与从机处理设备100通过无线通信得到从机处理设备100发送的信号,主处理装置220将信号进行进一步地处理之后得到适合监测电力设备的输出波形。从收发器130与主收发器210之间通过zigbee(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)协议无线通信连接,可以理解的是从收发器130与主收发器210之间还可以采用其他的无线通信协议来进行通信连接,比如说蓝牙。ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术,采用ZigBee技术主收发器210与从收发器130容易得到很快的连接响应。在一个实施例中,请参阅图2,主机处理设备200还包括显示装置230,显示装置230与主处理装置220连接。具体地,显示装置230用于接收主处理装置220对信号进行进一步处理得到的输出波形。在显示装置230上对所得到的输出波形进行显示,方便工作人员对电力设备进行监测。在一个实施例中,请继续参阅图2,主机处理设备200还包括存储器240,存储器240连接显示装置230。具体地,存储器240用于存储主处理装置220进一步处理得到的处理结果。进一步地,存储器240可以是SD(SecureDigitalMemoryCard,安全数码卡)存储卡,当然,存储器240并不限于SD卡,还可以是移动硬盘、PD(PhaseChangeRewritableOpticalDiskDrive,相变式可重复擦写光盘驱动器)光驱等。使用存储器240对得到的处理结果以txt(文本文档)的格式进行保存,在需要的时候能够随时提取出各个时刻的电力设备运行状态数据。在一个实施例中,请参阅图3,从处理装置120包括滤波器122和第一数字信号处理器124,滤波器122一端连接信号采集器130,滤波器122另一端连接第一数字信号处理器124的一端,第一数字信号处理器124的另一端连接从收发器130。具体地,滤波器122用于对信号采集器130所采集的振动信号进行滤波去噪处理。进一步地,滤波器122为低通滤波器,研究表明振动信号频率集中在1000Hz以下,所以去噪时选择低通滤波器,对所采集的振动信号进行针对性去噪处理;更进一步地,滤波器122采用低通滤波器TLC14的典型低通电路,第一数字信号处理器124采用DSPSTM320F2812系列数字信号处理器。采用滤波器122对所采集的振动信号进行滤波去噪处理,避免了噪声对振动信号分析的结果产生影响。在一个实施例中,请参阅图3,主处理装置220为第二数字信号处理器222。第二数字信号处理器222用于对从机处理设备100所发送的信号进行进一步的处理,具体地,第二数字信号处理器222对所接收的信号进行FFT(FastFourierTransformation,快速傅里叶变换),得到信号的频域特性曲线并输出,工作人员可以根据所得到的频域特性曲线来分析电力设备是否存在故障。进一步地,第二数字信号处理器222采用DSPSTM320F2812系列数字信号处理器。主处理装置220对所接收的信号进行FFT处理得到的频域特性曲线,方便工作人员对电力设备的运行状态观察分析。在一个实施例中,请继续参阅图3,滤波器122与信号采集器110通过I2C接口连接,滤波器122与第一数字信号处理器124通过I2C接口连接,第一数字信号处理器124与从收发器130通过SPI接口连接,主收发器210与第二数字信号处理器220通过SPI接口连接。SPI是一种高速的、全双工、同步的通信总线,具有简单易用的特性,并且I2C总线具有极低的电流消耗,抗高噪声干扰。在一个实施例中,请继续参阅图3,从收发器130和主收发器210均为射频收发器。具体地,从收发器130为第一射频收发器132,主收发器210为第二射频收发器212,第一射频收发器132和第二射频收发器212通过无线通信连接,能够交换控制消息和收发采集数据。进一步地,第一射频收发器132和第二射频收发器212均采用低功耗射频收发器,具体可采用CC2520芯片。能够实现从收发器130和主收发器210之间的信息交互并且具有极低的功耗,使系统能够进行长时间的监测。在一个实施例中,请继续参阅图3,信号采集器110为振动传感器112。具体地,振动传感器112采用压电式的加速度传感器,附着在需要采集振动信号的电力设备的外壁上,收集振动时的机械波信号,并将所采集的振动信号发送到从处理装置120。使用压电式加速度传感器来采集振动信号,具有稳定性强、精度高的优点。在一个实施例中,请继续参阅图3,显示装置230为触摸式液晶显示器232。具体地,主处理装置220对信号进行FFT处理得到频域特性曲线后在触摸式液晶显示器232上进行显示。工作人员可以直观、方便的看到主处理装置220对信号进行FFT处理后得到的频域特性曲线。在一个实施例中,请继续参阅图3,从机处理设备100还包括第一电源装置140,第一电源装置140连接第一数字信号处理器124,主机处理设备200还包括第二电源装置250,第二电源装置250连接第二数字信号处理器222。具体地,第一电源装置140用于为第一数字信号处理器124提供工作电压,第二电源装置250用于为第二数字信号处理器222提供工作电压,进一步地,第一电源装置140与第二电源装置250所提供的工作电压均为5V直流电压。更进一步地,第一数字信号处理器124还为振动传感器112和第一射频收发器132提供3.3V工作电压,第二数字信号处理器222还为第二射频收发器212、触摸式液晶显示器232和存储器240提供3.3V工作电压。主机处理设备200和从机处理设备100均设置有电源装置,并且工作电压处于人体安全电压范围内,具有安全性高的优点。为了便于理解本实用新型的振动信号处理系统,下面结合具体实施例来进行详细的解释说明。信号采集器110采用型号为SA-JP-10DPE的通用型振动加速度传感器,滤波器122采用型号为TLC14的典型低通电路,第一数字信号处理器124与第二数字信号处理器222均为DSPSTM320F2812系列信号处理器,第一射频收发器132与第二射频收发器212均采用型号为CC2520的低功耗射频收发器,显示装置230采用触摸式液晶显示器232,存储器240采用SD卡,滤波器122与信号采集器110通过I2C接口连接,滤波器122与第一数字信号处理器124通过I2C接口连接,第一数字信号处理器124与第一射频收发器132通过SPI接口连接,第二射频收发器212与第二数字信号处理器222通过SPI接口连接,第二数字信号处理器222连接触摸式液晶显示器232,触摸式液晶显示器232连接存储器240。第一电源装置140连接第一数字信号处理器124,并为其提供5V直流电压,第二电源装置250连接第二数字信号处理器222为其提供5V直流电压。具体地,信号采集器110采集有载分接开关的振动信号,经过滤波器122的低通滤波去噪处理和第一数字信号处理器124的初步处理,得到初步处理过的信号,经过第一射频收发器132发送到第二射频收发器212,第一射频收发器132与第二射频收发器212之间采用ZigBee通信协议进行无线通信。第二数字信号处理器222对信号进行FFT处理得到相应的频域特性曲线发送到触摸式液晶显示器232上进行显示,并且将所得到的频域特性曲线以txt的格式保存到存储器240中。上述振动信号处理系统,通过信号采集器采集电力设备的振动信号、从处理装置进行初步处理后经从收发器发送到主机处理设备,而主机处理设备可以远离从机处理设备,与从机处理设备通过无线通信得到从机处理设备发送的信号,将信号进行进一步地处理之后得到适合监测电力设备的输出波形。上述振动信号处理系统分别采用不同的设备进行信号采集和诊断处理,只需将从处理设备接触电力设备,操作人员可以远离电力设备,使得整个振动信号处理系统可以在强电环境下工作,提高了测试安全性。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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