CN109803183B - 一种振动数据筛选方法、装置及采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动数据筛选方法、装置及采集系统，其中所述方法包括：以第一预定时间间隔采集振动数据；判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件；当第i次采集的振动数据符合所述预定条件时，筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置；否则，舍弃所述第i次采集的振动数据。本发明对于每次采集到的振动数据先判断是否符合预定条件，当符合预定条件时再将该振动数据筛选出用于存储和/或上报至数据处理装置，由此能够减少振动数据存储量，减少数据传输量及占用带宽。

Description

一种振动数据筛选方法、装置及采集系统

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种振动数据筛选方法、装置及采集系统。

背景技术

振动是影响设备安全、稳定运行的重要因素，可以反映设备的健康情况，是设备安全评估的重要指标。为此，通过振动传感器实时采集设备的振动数据并进行分析是检测和维护设备的重要工作之一。

现有技术在采集振动数据时，设备现场的采集设备往往每隔一段时间采集一次，并将所有采集到的数据进行存储或上报至数据处理装置。

然而，当待检测的设备数量较多时，上述采集振动数据的方法需要存储及上报至数据处理装置的数据量较大，并且当上报至数据处理装置时所占用的带宽较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种振动数据筛选方法、装置及采集系统，以解决现有振动数据采集方式需要存储的数据量较大、传输数据占用带宽较大的问题。

本发明第一方面提供了一种振动数据筛选方法，包括：以第一预定时间间隔采集振动数据；判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件；当第i次采集的振动数据符合所述预定条件时，筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置；否则，舍弃所述第i次采集的振动数据。

可选地，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：判断是否第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据；当第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤；和/或，判断是否第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据；当第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：判断第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值是否在预定阈值范围内；当第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值小于所述预定阈值范围的最小值或者大于所述预定阈值范围的最大值时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：判断第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值；当第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：判断第i次所采集的振动数据是否在预定阈值范围内；当第i次所采集的振动数据小于所述预定阈值范围的最小值或者大于所述预定阈值范围的最大值时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，所述方法还包括：每隔第二预定时间间隔对预设时间段内的振动数据进行傅立叶变换；所述第二预定时间间隔大于所述第一预定时间间隔；判断所述预定时间段内振动数据的频谱特征是否在正常范围内；当所述预定时间段内振动数据的频谱特征不在正常范围内时，筛选出所述预定时间段内的全部振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。

本发明第二方面提供了一种振动数据筛选装置，包括：采集单元，用于以第一预定时间间隔采集振动数据；判断单元，用于判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件；筛选单元，用于当第i次采集的振动数据符合所述预定条件时，筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置；否则，舍弃所述第i次采集的振动数据。

本发明第三方面提供了一种振动数据采集系统，包括：振动传感器，用于感知设备的振动状态并获取振动数据；振动数据筛选器，与振动传感器连接，用于执行第一方面或者第一方面任意一种可选实施方式所述的振动数据筛选方法。

可选地，所述系统还包括：存储器，与设置于设备现场的振动数据筛选器连接，用于储存筛选出的振动数据。

可选地，所述系统还包括：通信模块，用于将筛选出的振动数据发送至数据处理装置；数据处理装置，不设置在设备现场，用于对各个设备现场的振动数据进行集中处理。

本发明实施例所提供的振动数据筛选方法、装置及采集系统，对于每次采集到的振动数据先判断是否符合预定条件，当符合预定条件时再将该振动数据筛选出用于存储和/或上报至数据处理装置，由此能够减少振动数据存储量，减少数据传输量及占用带宽。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的一种振动数据筛选方法的流程图；

图2示出了各个采样时刻的振动数据曲线示意图；

图3A示出了根据本发明实施例的再一种振动数据筛选方法的流程图；

图3B示出了根据本发明实施例的又一种振动数据筛选方法的流程图；

图3C示出了根据本发明实施例的又一种振动数据筛选方法的流程图；

图3D示出了根据本发明实施例的又一种振动数据筛选方法的流程图；

图3E示出了根据本发明实施例的又一种振动数据筛选方法的流程图；

图4示出了根据本发明实施例的一种振动数据筛选装置的原理框图；

图5示出了根据本发明实施例的一种振动数据采集系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1示出了根据本发明实施例的一种振动数据筛选方法的流程图。该方法用于在采集设备的振动数据时对数据进行筛选，将筛选出数据进行存储或上报至数据处理装置，对于未筛选出的数据则舍弃。如图1所示，该方法包括如下步骤：

S10：以第一预定时间间隔采集振动数据。

如图2所示，横轴表示时间，纵轴表示采集到的振动数据的数值。t1至t20为振动数据采集时刻，相邻采集时刻之间为第一预定时间间隔。现有技术通常将这20个采集时刻所采集到的振动数据(也即20个振动数据)均进行存储或者上报至数据处理装置。

S20：判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件。当第i次采集的振动数据符合预定条件时，执行步骤S30；否则执行步骤S40。

S30：筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。

S40：舍弃第i次采集的振动数据。

具体地，步骤S10采集到的振动数据可以是存储于缓存等暂时存储空间，“筛选”出数据可以是将振动数据进一步存储到硬盘等永久性存储空间，或者将振动数据上报至数据处理装置；“舍弃”数据则不将振动数据进一步存储到硬盘等永久性存储空间，并且不将振动数据上报至数据处理装置。

上述振动数据筛选方法，对于每次采集到的振动数据先判断是否符合预定条件，当符合预定条件时再将该振动数据筛选出用于存储和/或上报至数据处理装置，由此能够减少振动数据存储量，减少数据传输量及占用带宽。

作为本实施例的一种可选实施方式，步骤S20包括步骤S21和/或步骤S22，分别如图3A和3B所示。

步骤S21：判断是否第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据。

当第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据时，执行步骤S30。

如图2所示，第t12时刻所采集的振动数据d大于第t11时刻所采集的振动数据c，并且第t11时刻所采集的振动数据c小于第t10时刻所采集的振动数据b，则第t11时刻所采集的振动数据处于时域的振动数据曲线的波谷位置，本方法将其筛选出用于表征振动数据的时域特性。

步骤S22：判断是否第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据。

当第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据时，执行步骤S30。

如图2所示，第t16时刻所采集的振动数据h小于第t15时刻所采集的振动数据g，并且第t15时刻所采集的振动数据c大于第t14时刻所采集的振动数据f，则第t15时刻所采集的振动数据处于时域的振动数据曲线的波峰位置，本方法将其筛选出用于表征振动数据的时域特性。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图3C所示，步骤S20包括步骤S23：判断第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值是否在预定阈值范围内。

当第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值小于预定阈值范围的最小值或者大于预定阈值范围的最大值时，执行步骤S30。

如图2所示，第t4时刻所采集的振动数据与第t3时刻所采集的振动数据的时间差值较小，而第t14时刻所采集的振动数据与第t13时刻所采集的振动数据的时间差值较大，即相邻时刻所采集的振动数据的差值大小可以用于表征时域的振动数据曲线的陡峭程度，本方法将其筛选出用于表征振动数据的时域特性。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图3D所示，步骤S20包括步骤S24：判断第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值。

当第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值时，执行步骤S30。

如图2所示，第t4时刻所采集的振动数据a处于波峰位置，在这振动数据a被筛选出之后开始计时，设置预定时长为6个第一预定时间间隔，当计时在预定时长内没有任何符合条件的振动数据时，则将该预定时长之后的第一个采集到的振动数据筛选出。若计时在预定时长内有符合条件的振动数据被筛选出，则在该数据被筛选出之后再重新开始计时。

上述步骤S24特别适用于对设备长时间进行监测的情形。例如，当设备停机时其振动数据曲线较为平缓，可能在停机时间没有一个符合数值要求的振动数据可被筛选出。本方法可以在数据曲线较为平缓时筛选出振动数据，一方面可以降低数据存储量和数据传输所占用的带宽，另一方面数据处理装置根据这一条件所筛选出的振动数据能够判断出数据采集设备没有出现故障，并且判断出设备停机及正常工作的状态。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图3E所示，步骤S20包括步骤S25：判断第i次所采集的振动数据是否在预定阈值范围内。

当第i次所采集的振动数据小于预定阈值范围的最小值或者大于预定阈值范围的最大值时，执行步骤S30。

如图2所示，假设振动数据正常值范围不超过D1，而第t23所采集的振动数据j和第t24时刻所采集的振动数据k大于D1，则将其筛选出，用于表征设备出现异常振动的情形。

需要补充说明的是，上述步骤S21、S22、S23、S24、S25可以相结合，本申请不对各步骤的先后顺序做限定。

作为本实施例的一种可选实施方式，该振动数据筛选方法还包括下列步骤S50、S60和S70。

S50：每隔第二预定时间间隔对预设时间段内的振动数据进行傅立叶变换。该第二预定时间间隔大于第一预定时间间隔。

S60：判断预定时间段内振动数据的频谱特征是否在正常范围内。当预定时间段内振动数据的频谱特征不在正常范围内时，执行步骤S70；否则根据其他条件筛选预定时间段内的振动数据。

S70：筛选出预定时间段内的全部振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。

如图2所示，假设第二预定时间间隔为10个第一预定时间间隔，预定时间段为15个第一预定时间间隔。本方法先在第t15时刻对第0时刻至第15时刻的振动数据进行傅立叶变换，判断变换后的频谱特征是否在正常范围内，若不在正常范围内，在将第0时刻至第t15时刻的振动数据全部筛选出。然后，在第t25时刻对第t10时刻至第t25时刻的振动数据进行傅立叶变换，判断变换后的频谱特征是否在正常范围内，若不在正常范围内，在将第t10时刻至第t25时刻的振动数据全部筛选出。

可选地，第二预定时间间隔可以与预定时间段相等。

实施例二

图4示出了根据本发明实施例的一种振动数据筛选装置的原理框图，可以用于实现实施例一所述的振动数据筛选方法。如图4所示，该装置包括采集单元10、第一判断单元20和第一筛选单元30。

采集单元10用于以第一预定时间间隔采集振动数据。

第一判断单元20用于判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件。

第一筛选单元30用于当第i次采集的振动数据符合预定条件时，筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。否则，舍弃第i次采集的振动数据。

上述振动数据筛选装置能够减少振动数据存储量，减少数据传输量及占用带宽，具体请参阅实施例一。

可选地，第一判断单元20判断是否第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据。当第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据时，第一筛选单元30执行筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，第一判断单元20判断是否第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据。当第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据时，第一筛选单元30执行筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，第一判断单元20判断第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值是否在预定阈值范围内。当第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值小于预定阈值范围的最小值或者大于预定阈值范围的最大值时，第一筛选单元30执行筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，第一判断单元20判断第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值。当第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值时，第一筛选单元30执行筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

可选地，第一判断单元20判断第i次所采集的振动数据是否在预定阈值范围内。当第i次所采集的振动数据小于预定阈值范围的最小值或者大于预定阈值范围的最大值时，第一筛选单元30执行筛选出第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

作为本实施例的一种可选实施方式，该装置还包括变换单元40、第二判断单元50和第二筛选单元60。

变换单元40用于每隔第二预定时间间隔对预设时间段内的振动数据进行傅立叶变换，其中第二预定时间间隔大于第一预定时间间隔。

第二判断单元50用于判断预定时间段内振动数据的频谱特征是否在正常范围内。

第二筛选单元60用于当预定时间段内振动数据的频谱特征不在正常范围内时，筛选出预定时间段内的全部振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。

上述振动数据筛选装置，能够减少振动数据存储量，减少数据传输量及占用带宽，具体请参阅实施例一。

实施例三

图5示出了根据本发明实施例的一种振动数据采集系统的示意图，该系统可以用于执行实施例一所述的振动数据筛选方法，可以包括实施例二所述的振动数据筛选装置。如图5所示，该系统包括振动传感器100和振动数据筛选器200。

振动传感器100用于感知设备的振动状态并获取振动数据。

振动数据筛选器200与振动传感器100连接，用于执行实施例一或者实施例一的任意一种可选实施方式所述的振动数据筛选方法。振动数据筛选器200可以为微处理器芯片或者FPGA芯片。

上述振动数据采集系统能够减少振动数据存储量，减少数据传输量及占用带宽，具体请参阅实施例一。

可选地，该系统还包括存储器300，与设置于设备现场的振动数据筛选器连接，用于储存筛选出的振动数据。存储器300为可永久存储数据的存储介质。

或者，所筛选出的数据不做本地存储(即储存在设备现场)，而依靠上位机数据处理装置来进行存储。相应地，该系统还包括通信模块400和数据处理装置500。通信模块400将筛选出的振动数据发送至数据处理装置，数据处理装置500不设置在设备现场，用于对各个设备现场的振动数据进行集中处理。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种振动数据筛选方法，其特征在于，包括：

以第一预定时间间隔采集振动数据；

判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件；

当第i次采集的振动数据符合所述预定条件时，筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置；否则，舍弃所述第i次采集的振动数据；

所述方法还包括：

每隔第二预定时间间隔对预设时间段内的振动数据进行傅立叶变换；所述第二预定时间间隔大于所述第一预定时间间隔；

判断所述预定时间段内振动数据的频谱特征是否在正常范围内；

当所述预定时间段内振动数据的频谱特征不在正常范围内时，筛选出所述预定时间段内的全部振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。

2.根据权利要求1所述的振动数据筛选方法，其特征在于，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：

判断是否第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据；

当第i次采集的振动数据大于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据小于第i-2次采集的振动数据时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤；和/或，

判断是否第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据；

当第i次采集的振动数据小于第i-1次采集的振动数据，并且第i-1次采集的振动数据大于第i-2次采集的振动数据时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

3.根据权利要求1所述的振动数据筛选方法，其特征在于，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：

判断第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值是否在预定阈值范围内；

当第i次与第i-1次所采集的振动数据之间的差值小于所述预定阈值范围的最小值或者大于所述预定阈值范围的最大值时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

4.根据权利要求1所述的振动数据筛选方法，其特征在于，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：

判断第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值；

当第i次与第i-1次采集振动数据的时间差值是否大于预定数值时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

5.根据权利要求1所述的振动数据筛选方法，其特征在于，所述判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件的步骤，包括：

判断第i次所采集的振动数据是否在预定阈值范围内；

当第i次所采集的振动数据小于所述预定阈值范围的最小值或者大于所述预定阈值范围的最大值时，执行所述筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置的步骤。

6.一种振动数据筛选装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于以第一预定时间间隔采集振动数据；

判断单元，用于判断第i次采集的振动数据是否符合预定条件；

筛选单元，用于当第i次采集的振动数据符合所述预定条件时，筛选出所述第i次采集的振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置；否则，舍弃所述第i次采集的振动数据；

所述装置还包括：

变换单元，用于每隔第二预定时间间隔对预设时间段内的振动数据进行傅立叶变换；所述第二预定时间间隔大于所述第一预定时间间隔；

判断单元，用于判断所述预定时间段内振动数据的频谱特征是否在正常范围内；

存储单元，用于当所述预定时间段内振动数据的频谱特征不在正常范围内时，筛选出所述预定时间段内的全部振动数据用于存储和/或上报至数据处理装置。

7.一种振动数据采集系统，其特征在于，包括：

振动传感器，用于感知设备的振动状态并获取振动数据；

振动数据筛选器，与振动传感器连接，用于执行权利要求1至5任一项所述的振动数据筛选方法。

8.根据权利要求7所述的振动数据采集系统，其特征在于，还包括：

存储器，与设置于设备现场的振动数据筛选器连接，用于储存筛选出的振动数据。

9.根据权利要求7所述的振动数据采集系统，其特征在于，还包括：

通信模块，用于将筛选出的振动数据发送至数据处理装置；

数据处理装置，不设置在设备现场，用于对各个设备现场的振动数据进行集中处理。

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