振动测量抗干扰方法及装置与流程

文档序号:30309568发布日期:2022-06-05 10:09阅读:200来源:国知局

1.本发明属于测试系统抗干扰领域,具体涉及一种振动测量抗干扰方法及装置。


背景技术:

2.所有运行的机器都存在振动,振动是机器的脉搏,是机器运行状况的表征,通过对机械振动的测量可以实现实时监测设备运行情况、开展故障诊断等功能,是研究各种机械设备特性的一个基本方法。
3.任何一个对机器的振动进行测量的测量系统或者测量方法,都存在干扰的影响,如果测量系统的抗干扰能力很差,那么该测量系统测取的数据是不可信的,其无法反映机械振动的特性。
4.用于机器振动的常规测量系统中,一般消除振动的干扰方式是通过增加滤波来消除机器振动测量系统内测量谐波或辐射的干扰,例如测量系统电源耦合而来的工频干扰等。此种抗干扰方式一般在振动测量系统研制初期就考虑了测量系统中的常规干扰源,采用软、硬件并举的滤波手段,有效的解决干扰问题,取得了较好的效果。然而,此种抗干扰方式在振动测量系统接入设备功率分析装置后出现了明显波动,可见此种常规以增加滤波为手段的抗干扰方式并未完全满足振动测量系统的相关需求。
5.实际测试证明,电磁式感应传感器输出信号直接同时驱动的振动测量系统和容性负载型的功耗分析系统两套装置,会产生信号失真现象。因此需研制开发针对此种情况的抗干扰方法,找到干扰源和耦合途径,进一步分析振动测量系统的所处的工作环境和振动测量系统组成的各个环节,采取措施消除干扰源、切断耦合的途径,同时不能影响振动测量系统设计的精度。


技术实现要素:

6.本发明是为了克服常规滤波手段无法完全满足系统的相关需求的缺点而提出的,其目的是提供一种振动测量抗干扰装置及方法。
7.本发明是通过以下技术方案实现的:一种振动测量抗干扰方法,包括以下步骤:(

)传感器通过磁电感应方式测取模拟信号,并将测取到的模拟信号通过信号引线传输至一级隔离电路;(

)一级隔离电路将传感器输出的模拟信号变为较小的输出阻抗信号,并传输至二级隔离电路;(

)二级隔离电路完成信号分路,将信号分别传输至振动测量系统(5)和驱动容性负载电路;(

)振动测量系统通过其ad转换元件完成对所接收信号的转换,通过其傅里叶分析元件完成快速傅氏变换,并将数据存储至数据库,利用分析平台完成数据的处理;(

)驱动容性负载电路通过其ad转换元件完成对所接收的模拟信号的转换,再通
过其放大器元件实现对二级隔离电路输入信号的倍数放大;(

)功耗分析系统接收驱动容性负载电路传输的信号,并对信号进行功耗分析。
8.在上述技术方案中,所述步骤(

)二级隔离电路的分路元件完成对信号的分路处理,其滤波元件减少功耗分析系统反馈对振动测量系统(5)和一级隔离电路的影响。
9.一种振动测量抗干扰方法的装置,包括依次连接的传感器、一级隔离电路和二级隔离电路,二级隔离电路分别与振动测量系统和功耗分析系统连接,且二级隔离电路与功耗分析系统之间通过驱动容性负载电路连接。
10.在上述技术方案中,所述传感器和一级隔离电路之间通过信号引线连接。
11.在上述技术方案中,所述一级隔离电路为基于高频变压器的电磁隔离原理的隔离电路,其包括门元件、跟随器元件和滤波元件中的任意一种或多种。
12.在上述技术方案中,所述二级隔离电路为基于光电隔离原理的隔离电路,其包括门元件、分路器元件及滤波元件中的任意一种或多种。
13.在上述技术方案中,所述驱动容性负载电路为基于隔离放大器的驱动负载电路,其包括ad转换元件和放大器元件中的任意一种或多种。
14.在上述技术方案中,所述传感器为电磁感应式传感器,输出电压为0~5v,静态电感≥3.8mh。
15.在上述技术方案中,所述信号引线为高强度qa-1型铜质漆包线,其直流电阻为20
±
2ω,且其各焊接点表面平顺、无裂纹、无污垢。
16.在上述技术方案中,所述振动测量系统包括ad转换元件、硬件傅里叶分析元件、数据库及分析平台;所述功耗分析系统为数字电路,容性负载,其供电为直流24
±
2v,静电抗干扰严酷等级为ⅱ级,快速瞬变脉冲群抗扰度严酷等级为ⅱ级。
17.本发明的有益效果是:本发明提供了一种振动测量抗干扰装置及方法,应用振动测量抗干扰方法能够消除容性负载装置带来的干扰、切断其耦合途径,满足电磁式感应传感器输出信号直接驱动的振动测量、功耗分析(容性负载)两套装置的需求,同时不影响测量精度。
附图说明
18.图1是本发明振动测量抗干扰装置的结构示意图。
19.其中:1
ꢀꢀ
传感器
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信号引线3
ꢀꢀ
一级隔离电路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀ
二级隔离电路5
ꢀꢀ
振动测量系统
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ6ꢀꢀ
驱动容性负载电路7
ꢀꢀ
功耗分析系统。
20.对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案,下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明振动测量抗干扰方法及装置的技术方案。
22.实施例1一种抗干扰的振动测量方法,包括以下步骤:(

)所述传感器1通过磁电感应方式测取到模拟信号,通过所述信号引线2传输至所述一级隔离电路3;(

)所述一级隔离电路3通过跟随器元件及滤波元件使所述传感器1输出信号经过此电路后变为较小输出阻抗信号后传输至所述二级隔离电路4;(

)所述二级隔离电路4通过分路元件完成分路将信号分别传输至所述振动测量系统5、所述驱动容性负载电路6;同时滤波元件减少了所述功耗分析系统7反馈对所述振动测量系统5、所述一级隔离电路3的影响;(

)所述振动测量系统5通过ad转换元件完成对接受到的模拟信号的转换,通过硬件傅里叶分析元件完成fft,将数据存储至数据库,利用分析平台完成数据的处理;(

)所述驱动容性负载电路6通过ad转换元件完成对接受到的模拟信号的转换,通过放大器元件实现所述二级隔离电路4输入信号倍数的放大;(

)所述功耗分析系统7对所述驱动容性负载电路6传输的信号进行功耗分析。
23.实施例2应用于实施例1的一种振动测量抗干扰装置,如图1所示,包括依次连接的传感器1、一级隔离电路3和二级隔离电路4,二级隔离电路4分别与振动测量系统5和功耗分析系统7连接,且二级隔离电路4与功耗分析系统7之间通过驱动容性负载电路6连接。
24.所述一级隔离电路3输出端和二级隔离电路4输入端连接。
25.所述传感器1,电磁感应式传感器,模拟信号,输出电压(0-5)v,静态电感不小于3.8mh;所述信号引线2,高强度qa-1型铜质漆包线直流电阻为(20
±
2)ω,要求各焊接点表面平顺、无裂纹、无污垢;所述一级隔离电路3为基于高频变压器的电磁隔离原理的隔离电路,包含但不限于门元件、跟随器元件及滤波元件等。
26.所述二级隔离电路4为基于光电隔离原理的隔离电路,包含但不限于门元件、分路器元件及滤波元件等。
27.所述振动测量系统5,包含但不限于ad转换元件、硬件傅里叶分析元件、数据库及分析平台等;振动测量系统是针对信号进行傅里叶分析,拾取振动及频率等信息。
28.所述驱动容性负载电路6为基于隔离放大器的驱动负载电路,包含但不限于ad转换元件及放大器元件等。
29.所述功耗分析系统7为数字电路,容性负载,供电为直流(24
±
2)v,静电抗干扰严酷等级为ⅱ级,快速瞬变脉冲群抗扰度严酷等级为ⅱ级;功耗分析系统是计算通过单位时间内频率的变化通过经验公式计算功耗。
30.本发明的工作原理:一级隔离电路主要利用跟随器的工作原理,使传感器输出信号经过此电路后变为较小输出阻抗信号,二级隔离电路的目的是驱动负载时减少容性负载反馈对前级信号的影响。由于功耗分析装置是较大容性负载,因此为了测量准确和稳定,又增加了驱动容性负载电路,该电路可随输入信号大小变化放大倍数。经多次调整电路设计参数试验,测速线圈输
出信号经过如上设计的隔离电路驱动时,其性能指标完全满足设计要求。
31.本发明提供了一种振动测量抗干扰装置及方法,通过分析干扰途径,为了消除干扰同时不影响测量,研制隔离、驱动电路,采用隔离结合驱动的整体思路,在传感器后端设计两级隔离电路,在容性负载前设计了驱动电路,有效的消除振动测量系统与功率分析装置同时测量时的干扰。
32.需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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