CN103837302A - 一种风扇剩余动不平衡量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风扇剩余动不平衡量检测装置及方法，装置包括风扇台架、弹性绳、稳压电源、数据采集前端、计算机、加速度传感器、转速跟踪装置等。检测方式是：首先用秤称出风扇总成的总质量m；将被测风扇以弹性皮筋自由悬挂于风扇固定装置，保证风扇在Z方向上的合力为零，X、Y方向不受力；用可调节直流稳压电源驱动风扇马达使风扇在一定转速范围内运行，并用转速跟踪装置记录风扇转速信号n；加速度传感器固定在风扇本体某个位置上，这个位置采集到的振动信号要尽量少的受Z方向力的干扰，用数据采集前端和计算机记录加速度数据a_x、a_y、a_z。本装置可以不借助专业的动平衡检测设备，只需要风扇得到风扇质量和风扇多点转数对应的加速度值就可以计算出风扇剩余动不平衡量值，装置简单，计算快捷，能够满足评估要求。

Description

一种风扇剩余动不平衡量检测装置及方法

技术领域

本发明属于汽车电器振动噪声测试技术领域，特别涉及到风扇剩余动不平衡量的辅助检测和评估。

背景技术

汽车用风扇往往是车辆的重要声、振源之一，由于其剩余动不平衡量的大小差异会直接影响风扇运行时的振动噪声的大小，进而影响车内驾乘人员的感受。

通常情况下，风扇生产厂家或者检测机构要使用专业的动平衡机和特定的风扇夹具来测试风扇的剩余动不平衡量。当受条件限制，不具备专业的动平衡检测设备的时候，对风扇的剩余动不平衡量将无法给出客观数值。

而当在没有专业动平衡检测设备的情况下需要得到风扇的剩余动不平衡量值，如汽车主机厂怀疑某风扇总成动不平衡有问题却苦于无动平衡机检验时，就需要一种简单有测量准确的装置及方法来解决此问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种简易的风扇剩余动不平衡量检测装置及方法，可以不借助专业的动平衡检测设备，只需要风扇得到风扇质量和风扇多点转数对应的加速度值就可以计算出风扇剩余动不平衡量值，装置简单，计算快捷，能够满足评估要求。

本发明的技术方案如下：

一种风扇剩余动不平衡量检测装置，其包括风扇台架、弹性绳、稳压电源、数据采集前端、计算机、加速度传感器、转速表和光电传感器；所述风扇台架用于安装待测风扇，弹性绳用于将待测风扇自由悬挂到风扇台架上；所述稳压电源通过电源线连接风扇马达的正负接口，用于驱动风扇马达；加速度传感器用于安装到风扇上获取速度信号，光电传感器用于安装到风扇上获取转速信号，转速表用于接收光电传感器的信号，加速度传感器、转数表通过数据采集前端连接计算机，将信号送入计算机处理。

进一步，还包括秤，用于秤取风扇质量。

利用以上风扇剩余动不平衡量检测装置进行检测的方法如下：

第一步，装置布置：称取风扇总成的质量；将风扇以弹性绳自由悬挂于风扇台架上，保证风扇在Z方向上受到的合力为零；将稳压电源的电源线连接风扇马达的正负接口；在风扇的轮毂侧面设置加速度传感器，加速度传感器位于风扇电机轴心高度的水平面上；在风扇上布置光电传感器，连接光电传感器和转速表，确定转速表监测到的风扇运行转速稳定无波动；将加速度传感器、转数表通过数据采集前端连接计算机；

第二步，启动装置采集数据：用稳压电源作驱动源，驱动风扇旋转；用数据采集前端和转速表分别采集风扇从转速A匀加速到转速B过程的加速度信号和转速信号，并储存在计算机中，转速A为风扇设计最低工作转速，转速B为风扇设计最高工作转速；

第三步，计算机处理数据：先分离得到加速度传感器测试得到的Y、Z方向第一阶加速度随转速变化值，再将分离得到加速度值和其对应的转速、风扇质量参数代入公式

剩余动不平衡量

m:风扇总质量（kg）；

a：Y、Z方向第一阶加速度随转速变化值（g）；

n:风扇转数（rpm）

本发明的优点如下：首先，不需要专业的动平衡检测设备即可得到相对可靠的风扇剩余动不平衡量。其次，需要的装置简单，可以灵活运用现有资源如加速度传感器测试配合计算公式得到检测结果。最后，本检测方法可以对动平衡检测设备的测试结果进行辅助校准。

具体实施方式

图1 风扇运行加速度测试示意图。

图2 计算结果展示图。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图本对本发明作进一步详细描述。

图1是风扇剩余动不平衡量检测装置的示意图。风扇台架2包含有上横梁4和下横梁5及其它支撑部件，待测风扇1是通过弹性绳3自由悬挂在风扇台架2上的。

装置还包括稳压电源6、数据采集前端7、计算机8、加速度传感器（量程50g）9、转速表10、光电传感器11和称风扇质量用的秤13等。

以下结合装置来说明检测过程：

首先，用秤13称出风扇1的总质量，并记录。再将风扇1的四个角用橡皮筋做的弹性绳3自由悬挂在风扇台架2上，确保风扇在水平方向上不受力，即保证风扇静止状态时其在Z方向上受到的合力为零，同时风扇整体呈自由约束状态。

进一步，用稳压电源6作驱动源，其正负端分别接入风扇马达的正负端。

进一步，在悬挂起的风扇的轮毂侧面粘贴加速度传感器，传感器位于风扇电机轴心高度的水平面上。

进一步，在风扇合适位置布置光电传感器11，并连接光电传感器和转速表10。确定转速表监测到的风扇运行转速稳定无波动，同时将转速信号接入数据采集前端。

进一步，将加速度传感器9和转数表通10过数据采集前端7连接计算机8，并完成加速度传感器、光电传感器在数据采集前端中的通道设置和灵敏度设置。

进一步，用数据采集前端7和转速表10分别采集稳压源驱动风扇从转速A（风扇设计最低工作转速）匀加速到转速B（风扇设计最高工作转速）过程的加速度信号和转速信号并储存在计算机8中。如采集风扇在一定时间内（如1分钟内）由一个低转速（如800rpm）匀速增加到高转速（如2600rpm）时的转速对应的加速度值。

进一步，在计算机中处理数据，分离得到加速度传感器测试得到的Y、Z方向第一阶加速度随转速变化值，将分离得到加速度值和其对应的转速、风扇质量等参数代入公式

剩余动不平衡量

m:风扇总质量（kg）；

a：Y、Z方向第一阶加速度随转速变化值（g）；

n:风扇转数（rpm）。

Claims (3)

1.一种风扇剩余动不平衡量检测装置，其特征在于：包括风扇台架（2）、弹性绳（3）、稳压电源（6）、数据采集前端(7)、计算机(8)、加速度传感器(9)、转速表（10）和光电传感器（11））；所述风扇台架（2）用于安装待测风扇，弹性绳（3）用于将待测风扇自由悬挂到风扇台架（2）上；所述稳压电源（6）通过电源线连接风扇马达的正负接口，用于驱动风扇马达；加速度传感器(9)用于安装到风扇上获取速度信号，光电传感器（11）用于安装到风扇上获取转速信号，转速表(10)用于接收光电传感器（11）的信号，加速度传感器、转速跟踪装置通过数据采集前端连接计算机，将信号送入计算机处理。

2.根据权利要求1所述的风扇剩余动不平衡量检测装置，其特征在于：还包括秤（13），用于秤取风扇质量。

3.利用权利要求2所述的风扇剩余动不平衡量检测装置进行检测的方法，包括如下步骤：

第一步，装置布置：称取风扇总成的质量；将风扇以弹性绳自由悬挂于风扇台架上，保证风扇在Z方向上受到的合力为零；将稳压电源的电源线连接风扇马达的正负接口；在风扇的轮毂侧面设置加速度传感器，加速度传感器位于风扇电机轴心高度的水平面上；在风扇的合适位置上布置光电传感器，将光电传感器连接到转数表，同时确定转速表能够监测到的风扇运行转速稳定无波动；将加速度传感器、转数表通过数据采集前端连接计算机；

第二步，启动装置采集数据：用稳压电源（6）作驱动源，驱动风扇旋转；用数据采集前端(7)和转速表（10）分别采集风扇从转速A匀加速到转速B过程的加速度信号和转速信号，并储存在计算机（8）中，转速A为风扇设计最低工作转速，转速B为风扇设计最高工作转速；

第三步，计算机处理数据：先分离得到加速度传感器测试得到的Y、Z方向第一阶加速度随转速变化值a，再将分离得到加速度值和其对应的转速n、风扇质量m代入公式

计算得到剩余动不平衡量

m:风扇总质量（kg）；

n:风扇转数（rpm）；

a：Y、Z方向第一阶加速度随转速变化值（g）。

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