CN109163892A - 一种电机旋转轴故障监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机旋转轴故障监测系统，其利用振动传感器、转速传感器、温度传感器和图像采集装置对电机旋转轴的故障进行监测，并将检测结果通过显示装置进行显示，同时通过通信装置将检测结果传输至用户端，并对故障进行报警，诊断装置包括测试支架、第一测试臂、第二测试臂、图像采集装置、振动传感器、转速传感器、图像处理装置、中央处理器、显示装置、报警装置、通讯装置、用户端、温度传感器、第一信号处理电路、第二信号处理电路以及第三信号处理电路，当振动信号超过预设阈值时触发图像采集装置采集旋转轴和轴承连接处的图像信息，以此判断旋转轴和轴承之间是否发生松动，提高了检测的准确性。

Description

一种电机旋转轴故障监测系统

技术领域

本发明涉及旋转机械测试领域，尤其涉及一种电机旋转轴故障监测系统。

背景技术

旋转轴是电机重要的旋转部件，随着电机的运转，旋转轴会产生振动，对其振动进行检测是对电机运行状态检测的可靠手段，旋转轴的振动信号中蕴含了判断各类运行状态的信息，当旋转轴的振动过大时，容易造成旋转轴和轴承之间的间隙变大，从而发生松动。目前，对于旋转轴振动信号的检测装置，仅仅对振动信号进行采集，无法准确判断旋转轴和轴承之间是否发生松动，或者仅仅通过设置一阈值，若振动信号大于该阈值则判断旋转轴和轴承之间发生松动，由于旋转轴和轴承的材料各异，且电机运行环境不同，此类检测装置无法准确检测电机的旋转轴和轴承之间发生松动。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明提供一种电机旋转轴故障监测系统，利用振动传感器、转速传感器、温度传感器以及图像采集装置对电机的旋转轴的故障进行诊断，并将检测结果通过显示装置进行显示，同时通过通信装置将检测结果传输至用户端，并对故障进行报警。

根据本发明的一种电机旋转轴故障监测系统，其包括工控机、测试支架、第一测试臂、第二测试臂、图像采集装置、振动传感器、转速传感器、图像处理装置、中央处理器、显示装置、报警装置、通讯装置、用户端以及温度传感器；

其中，第一测试臂的一端安装于测试支架的一侧，第一测试臂的另一端安装有图像采集装置，图像采集装置用于采集旋转轴和轴承连接处的图像信息，第二测试臂的一端安装于测试支架的上端，振动传感器和转速传感器安装于第二测试臂的另一端，温度传感器设置于电机上，振动传感器用于检测旋转轴的振动信号，转速传感器用于检测旋转轴的转速信号，温度传感器用于检测电机在运行时的温度信号；图像采集装置、振动传感器、转速传感器以及温度传感器分别与工控机通过导线连接，用户端与工控机连接。

优选的是，工控机包括图像处理装置、中央处理器、显示装置、报警装置、通讯装置、第一信号处理电路、第二信号处理电路以及第三信号处理电路；

其中，振动传感器的输出端与第一信号处理电路的输入端连接，转速传感器的输出端与第二信号处理电路的输入端连接，温度传感器的输出端与第三信号处理电路的输入端连接，图像采集装置的输出端与图像处理装置的输入端连接，第一信号处理电路的输出端、第二信号处理电路的输出端以及第三信号处理电路的输出端均与中央处理器的A/D端口连接，图像处理装置的输出端与中央处理器的串口信号输入端连接，显示装置的输入端与中央处理器的串口输出端连接，报警装置的输入端与中央处理器的串口输出端连接，中央处理器的串口输出端与通讯装置的输入端连接，通讯装置的输出端与用户端的输入端连接。

优选的是，振动传感器将旋转轴的振动信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至第一信号处理电路，经过第一信号处理电路处理后的电压信号为V1，第一信号处理电路包括电阻R1-R9，电容C1-C2以及集成运放A1-A2；

其中，电阻R1的一端与振动传感器的输出端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1的另一端还与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端还与电阻R4的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的另一端与电容C1的一端连接，电阻R6的另一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R7的一端与电容C2的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接。

优选的是，转速传感器将旋转轴的转速信号转换为电压信号V2，并将电压信号V2传输至第二信号处理电路，经过第二信号处理电路处理后的电压信号为V3，第二信号处理电路包括电阻R10-R20，电容C3-C4以及集成运放A3-A4；

其中，电阻R10的一端与转速传感器的输出端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的一端接地，电阻R14的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R14的另一端还与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端还与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的另一端还与电阻R17的一端连接，电阻R17的一端还与电阻R16的一端连接，电阻R17的另一端接地，电阻R15的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R15的另一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的一端还与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R18的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R18的另一端还与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R15的另一端、电阻R18的一端以及电容C3的一端均与电阻R19连接，电阻R19的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R20的另一端接地。

优选的是，温度传感器将电机温度转换为电压信号V4，并将电压信号V0传输至第三信号处理电路，经过第三信号处理电路处理后的电压信号为V5，第三信号处理电路包括电阻R21-R28，电容C5-C7以及集成运放A5-A6；

其中，电容C5的一端与温度传感器的输出端连接，电容C5的另一端与电阻R22的一端连接，电容C5的另一端还与电阻R23的一端连接，电阻R22的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R22的另一端还与电阻R21的一端连接，电阻R21的一端还与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R21的另一端接地，电阻R24的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R24的另一端接地，电阻R23的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R23的另一端还与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与电容C6的一端连接，电阻R25的另一端还与电阻R26的一端连接，电容C6的另一端接地，电阻R26的另一端与集成运放A22的反相输入端连接，电阻R27与电容C7并联后的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R27与电容C7并联后的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R28的一端与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R28的另一端接地。

优选的是，振动传感器用于检测旋转轴的振动信号，并将振动信号传输至第一信号处理电路，第一信号处理电路对接收到的振动信号进行处理，并将处理后的振动信号传输至中央处理器，中央处理器内包括一比对单元，比对单元内存储有一预设振动阈值，若振动信号超过预设振动阈值，中央处理器发出触发信号至图像采集模块，图像采集装置接收到触发信号后开始采集旋转轴和轴承连接处的图像信息；

其中，显示装置用于显示振动传感器采集的振动信号、转速传感器采集的转速信号、温度传感器采集的温度信号以及经过图像处理装置处理后的图像信号，报警装置在振动传感器采集的振动信号超出预设振动阈值时发出声光报警信号，通讯装置用于将振动传感器采集的振动信号、转速传感器采集的转速信号、温度传感器采集的温度信号以及经过图像处理装置处理后的图像信号传输至用户端。

优选的是，图像处理装置包括图像增强模块、图像平滑模块以及图像去噪模块，其中，图像采集装置与图像增强模块连接，图像去噪模块与中央处理器连接；

图像增强模块对图像信息进行图像增强处理，图像平滑模块对图像增强模块处理后的图像进行图像平滑处理，图像去噪模块对图像平滑模块处理后的图像进行去噪处理。

优选的是，将图像采集装置传输至图像处理装置的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，图像增强模块对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

。

优选的是，图像平滑模块对上述图像p(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

优选的是，图像去噪模块对上述图像h(x,y) 进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供的电机旋转轴故障监测系统通过振动传感器检测旋转轴的振动信号，通过转速传感器用于检测旋转轴的转速信号，当振动信号超过预设阈值时触发图像采集装置采集旋转轴和轴承连接处的图像信息，以此判断旋转轴和轴承之间是否发生松动，提高了检测的准确性，避免发生误判；

（2）本发明提供的电机旋转轴故障监测系统，其中的图像处理装置对采集的图像分别进行图像增强、图像平滑、图像去噪处理，可高效、快速的提取图像采集装置的图像信息，可提高对旋转轴和轴承连接处的图像信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生。

附图说明

图1为本发明的一种电机旋转轴故障监测系统的结构图；

图2为本发明的一种电机旋转轴故障监测系统的示意图；

图3为本发明的第一信号处理电路的电路图；

图4为本发明的第二信号处理电路的电路图；

图5为本发明的第三信号处理电路的电路图；

图6为本发明的图像处理装置的示意图。

附图标记：

1-旋转轴；2-轴承；3-测试支架；4-第一测试臂；5-第二测试臂；6-图像采集装置；7-振动传感器；8-转速传感器；9-图像处理装置；10-中央处理器；11-显示装置；12-报警装置；13-通讯装置；14-导线；15-用户端；16-温度传感器；17-第一信号处理电路；18-第二信号处理电路；19-第三信号处理电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的电机旋转轴故障监测系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的电机旋转轴故障监测系统包括工控机、测试支架3、第一测试臂4、第二测试臂5、图像采集装置6、振动传感器7、转速传感器8、图像处理装置9、中央处理器10、显示装置11、报警装置12、通讯装置13、用户端15以及温度传感器16；

其中，第一测试臂4的一端安装于测试支架3的一侧，第一测试臂4的另一端安装有图像采集装置6，图像采集装置6用于采集旋转轴1和轴承2连接处的图像信息，第二测试臂5的一端安装于测试支架3的上端，振动传感器7和转速传感器8安装于第二测试臂5的另一端，温度传感器16设置于电机上，振动传感器7用于检测旋转轴1的振动信号，转速传感器8用于检测旋转轴1的转速信号，温度传感器16用于检测电机在运行时的温度信号；图像采集装置6、振动传感器7、转速传感器8以及温度传感器16分别与工控机通过导线14连接，用户端15与工控机连接。

上述实施方式中，通过振动传感器7检测电机旋转轴1的振动信号，当振动信号超过预设振动阈值时触发图像采集装置6采集旋转轴1和轴承2连接处的图像信息，以此判断旋转轴1和轴承2之间是否发生松动，提高了检测的准确性，避免发生误判。

作为上述的进一步优先，如图2所示，工控机包括图像处理装置9、中央处理器10、显示装置11、报警装置12、通讯装置13、第一信号处理电路17、第二信号处理电路18以及第三信号处理电路19；

其中，振动传感器7的输出端与第一信号处理电路17的输入端连接，转速传感器8的输出端与第二信号处理电路18的输入端连接，温度传感器16的输出端与第三信号处理电路19的输入端连接，图像采集装置6的输出端与图像处理装置9的输入端连接，第一信号处理电路17的输出端、第二信号处理电路18的输出端以及第三信号处理电路19的输出端均与中央处理器10的A/D端口连接，图像处理装置9的输出端与中央处理器10的串口信号输入端连接，显示装置11的输入端与中央处理器10的串口输出端连接，报警装置12的输入端与中央处理器10的串口输出端连接，中央处理器10的串口输出端与通讯装置13的输入端连接，通讯装置13的输出端与用户端15的输入端连接。

上述实施方式中，振动传感器7为光纤光栅非接触机械振动传感器，转速传感器8可以为磁电式非接触转速传感器、脉冲式非接触转速传感器或反光带计数式非接触转速传感器。

作为上述的进一步优先，如图3所示，振动传感器7将旋转轴的1振动信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至第一信号处理电路17，经过第一信号处理电路17处理后的电压信号为V1，第一信号处理电路17包括电阻R1-R9，电容C1-C2以及集成运放A1-A2；

其中，电阻R1的一端与振动传感器7的输出端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1的另一端还与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端还与电阻R4的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的另一端与电容C1的一端连接，电阻R6的另一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R7的一端与电容C2的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接。

上述实施方式中，电阻R1的阻值为1KΩ，电阻R2的阻值为10KΩ，电阻R3的阻值为15KΩ，电阻R4的阻值为4KΩ，电阻R5的阻值为6KΩ，电阻R6的阻值为10KΩ，电阻R7的阻值为15KΩ，电阻R8的阻值为5KΩ，电阻R9的阻值为10KΩ，电容C1的电容值为1μF，电容C2的电容值为0.1μF。

由于振动传感器7采集的信号为微弱的电压信号，因而第一信号处理电路17通过电阻R1-R5以及集成运放A1对振动传感器7输出的电压V0进行放大处理，然后再使用电阻R6-R9，电容C1-C2以及集成运放A2对经过放大后的电压信号进行滤波处理，从而提高了振动检测的精度。

作为上述的进一步优先，如图4所示，转速传感器8将旋转轴1的转速信号转换为电压信号V2，并将电压信号V2传输至第二信号处理电路18，经过第二信号处理电路18处理后的电压信号为V3，第二信号处理电路18包括电阻R10-R20，电容C3-C4以及集成运放A3-A4；

其中，电阻R10的一端与转速传感器8的输出端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的一端接地，电阻R14的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R14的另一端还与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端还与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的另一端还与电阻R17的一端连接，电阻R17的一端还与电阻R16的一端连接，电阻R17的另一端接地，电阻R15的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R15的另一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的一端还与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R18的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R18的另一端还与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R15的另一端、电阻R18的一端以及电容C3的一端均与电阻R19连接，电阻R19的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R20的另一端接地。

上述实施方式中，电阻R10的阻值为2KΩ，电阻R11的阻值为12KΩ，电阻R12的阻值为12KΩ，电阻R13的阻值为15KΩ，电阻R14的阻值为4KΩ，电阻R15的阻值为16KΩ，电阻R16的阻值为10KΩ，电阻R17的阻值为15KΩ，电阻R18的阻值为15KΩ，电阻R19的阻值为12KΩ，电阻R20的阻值为17KΩ，电容C3的电容值为1μF，电容C4的电容值为0.1μF。

由于转速传感器8采集的信号为微弱的电压信号，因而第二信号处理电路18通过电阻R10-R17以及集成运放A3对转速传感器8输出的电压V2进行放大处理，然后再使用电阻R18-R20，电容C3-C4以及集成运放A4对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了转速检测的精度。

作为上述的进一步优先，如图5所示，温度传感器16将电机温度转换为电压信号V4，并将电压信号V0传输至第三信号处理电路19，经过第三信号处理电路19处理后的电压信号为V5，第三信号处理电路19包括电阻R21-R28，电容C5-C7以及集成运放A5-A6；

其中，电容C5的一端与温度传感器16的输出端连接，电容C5的另一端与电阻R22的一端连接，电容C5的另一端还与电阻R23的一端连接，电阻R22的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R22的另一端还与电阻R21的一端连接，电阻R21的一端还与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R21的另一端接地，电阻R24的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R24的另一端接地，电阻R23的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R23的另一端还与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与电容C6的一端连接，电阻R25的另一端还与电阻R26的一端连接，电容C6的另一端接地，电阻R26的另一端与集成运放A22的反相输入端连接，电阻R27与电容C7并联后的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R27与电容C7并联后的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R28的一端与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R28的另一端接地。

上述实施方式中，电阻R21的阻值为0.1KΩ，电阻R22的阻值为10KΩ，电阻R23的阻值为10KΩ，电阻R24的阻值为12KΩ，电阻R25的阻值为14KΩ，电阻R26的阻值为6KΩ，电阻R27的阻值为11KΩ，电阻R28的阻值为1KΩ，电容C5的电容值为1μF，电容C6的电容值为0.4μF，电容C7的电容值为0.1μF。

由于温度传感器16采集的信号为微弱的电压信号，因而第三信号处理电路19通过电阻R21-R23以及集成运放A4对温度传感器16输出的电压V4进行放大处理，然后再使用电阻R24-R28，电容C5-C7以及集成运放A5对经过放大后的电压信号进行低通滤波处理，从而提高了温度检测的精度。

具体地，振动传感器7用于检测旋转轴1的振动信号，并将振动信号传输至第一信号处理电路17，第一信号处理电路17对接收到的振动信号进行处理，并将处理后的振动信号传输至中央处理器10，中央处理器10内包括一比对单元，比对单元内存储有一预设振动阈值，若振动信号超过预设振动阈值，中央处理器10发出触发信号至图像采集模块6，图像采集装置6接收到触发信号后开始采集旋转轴1和轴承2连接处的图像信息；

上述实施方式中，图像采集模块6根据振动传感器7采集的振动信号的大小进行触发，能够有效地对电机旋转轴1产生振动过大的原因进行监测，从而能获知电机旋转轴1是否发生故障，从而提高了检测精度，同时，图像处理装置9能够对图像采集装置6采集的图像信息进行清晰度增强处理，能够使工作人员更加清晰地获知旋转轴1和轴承2连接处的图像信息，从而能提高对故障判断的准确度。

温度传感器16对电机在运行时的温度信息进行采集，转速传感器8对旋转轴1的转速信息进行采集，能够对电机在运行时的状态进行全面监测。

其中，显示装置11用于显示振动传感器7采集的振动信号、转速传感器8采集的转速信号、温度传感器16采集的温度信号以及经过图像处理装置9处理后的图像信号，报警装置12在振动传感器7采集的振动信号超出预设振动阈值时发出声光报警信号，通讯装置13用于将振动传感器7采集的振动信号、转速传感器8采集的转速信号、温度传感器16采集的温度信号以及经过图像处理装置9处理后的图像信号传输至用户端15。

上述实施方式中，显示装置11位于监控室内，用户端15为工作人员随身携带的手机或平板电脑等移动通信设备，因此，工作人员能够实时获知电机运行状态以及电机旋转轴1的运行信息，以便于及时发现故障信息。

作为上述的进一步优先，如图6所示，图像处理装置9包括图像增强模块、图像平滑模块以及图像去噪模块，其中，图像采集装置6与图像增强模块连接，图像去噪模块与中央处理器10连接；

图像增强模块对图像信息进行图像增强处理，图像平滑模块对图像增强模块处理后的图像进行图像平滑处理，图像去噪模块对图像平滑模块处理后的图像进行去噪处理。

具体地，将图像采集装置6传输至图像处理装置9的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，图像增强模块对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

。

具体地，图像平滑模块对上述图像p(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

具体地，图像去噪模块对上述图像h(x,y) 进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

。

上述实施方式中，工作人员能够通过用户端15实时获知电机旋转轴1的状态信息。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述诊断装置包括工控机、测试支架（3）、第一测试臂（4）、第二测试臂（5）、图像采集装置（6）、振动传感器（7）、转速传感器（8）、图像处理装置（9）、中央处理器（10）、显示装置（11）、报警装置（12）、通讯装置（13）、用户端（15）以及温度传感器（16）；

其中，所述第一测试臂（4）的一端安装于所述测试支架（3）的一侧，所述第一测试臂（4）的另一端安装有所述图像采集装置（6），所述图像采集装置（6）用于采集旋转轴（1）和轴承（2）连接处的图像信息，所述第二测试臂（5）的一端安装于所述测试支架（3）的上端，所述振动传感器（7）和所述转速传感器（8）安装于所述第二测试臂（5）的另一端，所述温度传感器（16）设置于电机上，所述振动传感器（7）用于检测所述旋转轴（1）的振动信号，所述转速传感器（8）用于检测所述旋转轴（1）的转速信号，所述温度传感器（16）用于检测电机在运行时的温度信号；所述图像采集装置（6）、所述振动传感器（7）、所述转速传感器（8）以及所述温度传感器（16）分别与所述工控机通过导线（14）连接，所述用户端（15）与所述工控机连接。

2.根据权利要求1所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述工控机包括图像处理装置（9）、中央处理器（10）、显示装置（11）、报警装置（12）、通讯装置（13）、第一信号处理电路（17）、第二信号处理电路（18）以及第三信号处理电路（19）；

其中，所述振动传感器（7）的输出端与所述第一信号处理电路（17）的输入端连接，所述转速传感器（8）的输出端与所述第二信号处理电路（18）的输入端连接，所述温度传感器（16）的输出端与所述第三信号处理电路（19）的输入端连接，所述图像采集装置（6）的输出端与所述图像处理装置（9）的输入端连接，所述第一信号处理电路（17）的输出端、所述第二信号处理电路（18）的输出端以及所述第三信号处理电路（19）的输出端均与所述中央处理器（10）的A/D端口连接，所述图像处理装置（9）的输出端与所述中央处理器（10）的串口信号输入端连接，所述显示装置（11）的输入端与所述中央处理器（10）的串口输出端连接，所述报警装置（12）的输入端与所述中央处理器（10）的串口输出端连接，所述中央处理器（10）的串口输出端与所述通讯装置（13）的输入端连接，所述通讯装置（13）的输出端与所述用户端（15）的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述振动传感器（7）将所述旋转轴的（1）振动信号转换为电压信号V0，并将电压信号V0传输至所述第一信号处理电路（17），经过所述第一信号处理电路（17）处理后的电压信号为V1，所述第一信号处理电路（17）包括电阻R1-R9，电容C1-C2以及集成运放A1-A2；

其中，电阻R1的一端与所述振动传感器（7）的输出端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1的另一端还与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端还与电阻R4的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的另一端与电容C1的一端连接，电阻R6的另一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R7的一端与电容C2的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接。

4.根据权利要求2所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述转速传感器（8）将所述旋转轴（1）的转速信号转换为电压信号V2，并将电压信号V2传输至所述第二信号处理电路（18），经过所述第二信号处理电路（18）处理后的电压信号为V3，所述第二信号处理电路（18）包括电阻R10-R20，电容C3-C4以及集成运放A3-A4；

其中，电阻R10的一端与所述转速传感器（8）的输出端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的一端接地，电阻R14的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R14的另一端还与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端还与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的另一端还与电阻R17的一端连接，电阻R17的一端还与电阻R16的一端连接，电阻R17的另一端接地，电阻R15的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R15的另一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的一端还与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R18的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R18的另一端还与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R15的另一端、电阻R18的一端以及电容C3的一端均与电阻R19连接，电阻R19的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R20的另一端接地。

5.根据权利要求2所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述温度传感器（16）将电机温度转换为电压信号V4，并将电压信号V0传输至所述第三信号处理电路（19），经过所述第三信号处理电路（19）处理后的电压信号为V5，所述第三信号处理电路（19）包括电阻R21-R28，电容C5-C7以及集成运放A5-A6；

其中，电容C5的一端与所述温度传感器（16）的输出端连接，电容C5的另一端与电阻R22的一端连接，电容C5的另一端还与电阻R23的一端连接，电阻R22的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R22的另一端还与电阻R21的一端连接，电阻R21的一端还与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R21的另一端接地，电阻R24的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R24的另一端接地，电阻R23的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R23的另一端还与电阻R25的一端连接，电阻R25的另一端与电容C6的一端连接，电阻R25的另一端还与电阻R26的一端连接，电容C6的另一端接地，电阻R26的另一端与集成运放A22的反相输入端连接，电阻R27与电容C7并联后的一端与集成运放A5的反相输入端连接，电阻R27与电容C7并联后的另一端与集成运放A5的输出端连接，电阻R28的一端与集成运放A5的同相输入端连接，电阻R28的另一端接地。

6.根据权利要求2所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述振动传感器（7）用于检测所述旋转轴（1）的振动信号，并将振动信号传输至所述第一信号处理电路（17），所述第一信号处理电路（17）对接收到的振动信号进行处理，并将处理后的振动信号传输至所述中央处理器（10），所述中央处理器（10）内包括一比对单元，所述比对单元内存储有一预设振动阈值，若所述振动信号超过预设振动阈值，所述中央处理器（10）发出触发信号至所述图像采集模块（6），所述图像采集装置（6）接收到所述触发信号后开始采集旋转轴（1）和轴承（2）连接处的图像信息；

其中，所述显示装置（11）用于显示所述振动传感器（7）采集的振动信号、所述转速传感器（8）采集的转速信号、所述温度传感器（16）采集的温度信号以及经过所述图像处理装置（9）处理后的图像信号，所述报警装置（12）在所述振动传感器（7）采集的振动信号超出预设振动阈值时发出声光报警信号，所述通讯装置（13）用于将所述振动传感器（7）采集的振动信号、所述转速传感器（8）采集的转速信号、所述温度传感器（16）采集的温度信号以及经过所述图像处理装置（9）处理后的图像信号传输至所述用户端（15）。

7.根据权利要求2所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述图像处理装置（9）包括图像增强模块、图像平滑模块以及图像去噪模块，其中，所述图像采集装置（6）与所述图像增强模块连接，所述图像去噪模块与所述中央处理器（10）连接；

所述图像增强模块对所述图像信息进行图像增强处理，所述图像平滑模块对所述图像增强模块处理后的图像进行图像平滑处理，所述图像去噪模块对所述图像平滑模块处理后的图像进行去噪处理。

8.根据权利要求7所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，将所述图像采集装置（6）传输至所述图像处理装置（9）的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，所述图像增强模块对图像f(x,y)进行图像增强处理，图像增强后的图像二维函数为p(x,y)，其中，

。

9.根据权利要求8所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述图像平滑模块对上述图像p(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为h(x,y)，其中平滑函数为g(x,y)，

，

，﹡为卷积符号，为自定义可调常数，平滑的作用是通过来控制的。

10.根据权利要求9所述的电机旋转轴故障监测系统，其特征在于，所述图像去噪模块对上述图像h(x,y) 进行去噪处理，经过去噪处理后图像二维函数为u(x,y)，其中，

。