CN110849609B - 一种旋转机械振动故障预警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转机械振动故障预警装置，包括检波电路、调频调幅电路和稳压发射电路，所述检波电路检测机械旋转驱动模块的故障波形信号，调频调幅电路运用电阻R3‑电阻R7和电容C3‑电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，然后运用运放器AR2、运放器AR4和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，经二极管D3、二极管D4组成的限幅电路限制信号电位后输入稳压发射电路内，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，最后稳压发射电路运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警，实现了旋转机械振动故障预警作用。

Description

一种旋转机械振动故障预警装置
技术领域
本发明涉及旋转机械技术领域，特别是涉及一种旋转机械振动故障预警装置。
背景技术
目前, 故障识别技术其根本上是模式识别，是故障诊断的重要前提，其研究方法主要包括时域分析、频域分析、幅值域分析等经典的分析方法，也包括神经网络、模糊识别、支持向量机和贝叶斯等现代分析手段。其中对于经典的信号分析方法，尽管理论成熟、算法实现简单，但对于复杂的振动信号，有时很难通过时域统计特征或频谱特性来进行区分和识别；而对于神经网络等现代分析手段，尽管具备强大的数据分析和判别能力，但复杂的模型建立过程和参数调试过程，使其很难应用于工程实际。
旋转机械故障诊断系统可根据故障波形结合温度、压力、真空、负荷、励磁电流、励磁电压等参数对故障进行诊断，而现有技术（CN106441843B 一种旋转机械故障波形识别方法）提出了利用波形识别旋转机械振动故障的理论，基于此理论，可以通过运用波形信号分析实现旋转机械振动故障预警作用，而目前并没有一种利用此理论设计的旋转机械振动故障预警装置。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种旋转机械振动故障预警装置， 能够对旋转机械振动波形实时监测，通过对波形信号频率、振幅的调节，可以转换为控制终端的预警信号。
其解决的技术方案是， 一种旋转机械振动故障预警装置，包括机械旋转驱动模块、信号传输模块、控制终端、故障检测模块，机械旋转驱动模块控制旋转机械工作，控制终端通过信号传输模块接收故障检测模块传输的故障信号，并且控制机械旋转驱动模块，故障检测模块包括检波电路、调频调幅电路和稳压发射电路，所述检波电路检测机械旋转驱动模块的故障波形信号，调频调幅电路运用电阻R3-电阻R7和电容C3-电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，然后运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，经二极管D3、二极管D4组成的限幅电路限制信号电位后输入稳压发射电路内，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，最后稳压发射电路运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点；
1， 运用电阻R3-电阻R7和电容C3-电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，当电容C3充电时，电容C4放电，此时电容C5放电，电阻R5为下拉电阻，电容C4充电完成时，此时电容C4开始充电，电容C5蓄电，由于电容充放电有时间间隔，起到隔离高频信号的作用，然后低频信号经三极管Q1放大信号电位，电容C6、电容C7为滤波电容，实现了选频的作用；
2.运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，先对信号选频筛选出故障信号的低频信号，然后利用波形的峰值信号进一步可以判别故障信号是否异常，当旋转机械振动故障时，此时波形为低频、高峰值信号，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，利用三极管Q2、三极管Q3的截止电压防止故障信号误判，进一步反馈信号至调频电路和峰值电路内，调节输出信号的频率和波形，提高故障信号判别的准确性，最后运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警，实现了旋转机械振动故障预警作用。
附图说明
图1本发明一种旋转机械振动故障预警装置的调频调幅电路图。
图2本发明一种旋转机械振动故障预警装置的稳压发射电路图。
图3明一种旋转机械振动故障预警装置的检波电路图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
一种旋转机械振动故障预警装置，包括机械旋转驱动模块、信号传输模块、控制终端、故障检测模块，机械旋转驱动模块控制旋转机械工作，控制终端通过信号传输模块接收故障检测模块传输的故障信号，并且控制机械旋转驱动模块，故障检测模块包括检波电路、调频调幅电路和稳压发射电路，所述检波电路检测机械旋转驱动模块的故障波形信号，调频调幅电路运用电阻R3-电阻R7和电容C3-电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，然后运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，经二极管D3、二极管D4组成的限幅电路限制信号电位后输入稳压发射电路内，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，最后稳压发射电路运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警；
所述调频调幅电路运用电阻R3-电阻R7和电容C3-电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，当电容C3充电时，电容C4放电，此时电容C5放电，电阻R5为下拉电阻，电容C4充电完成时，此时电容C4开始充电，电容C5蓄电，由于电容充放电有时间间隔，起到隔离高频信号的作用，然后低频信号经三极管Q1放大信号电位，电容C6、电容C7为滤波电容，实现了选频的作用，然后运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，先对信号选频筛选出故障信号的低频信号，然后利用波形的峰值信号进一步可以判别故障信号是否异常，当旋转机械振动故障时，此时波形为低频、高峰值信号，最后经二极管D3、二极管D4组成的限幅电路限制信号电位后输入稳压发射电路内，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，利用三极管Q2、三极管Q3的截止电压防止故障信号误判，进一步反馈信号至调频电路和峰值电路内，调节输出信号的频率和波形，提高故障信号判别的准确性；
所述调频调幅电路具体结构，电阻R3的一端接电容C3、电容C2的一端和三极管Q1的基极，电阻R3的另一端接电阻R4、电容C5的一端，电阻R4的另一端接电容C4、电容C6的一端，电容C3的另一端接电阻R5的一端、电容C4的另一端和三极管Q2的集电极、运放器AR4的同相输入端，电阻R5、电容C5 的另一端接地，三极管Q1的发射极接电阻R7、电容C8的一端，三极管Q1的集电极接电容C6的另一端和电阻R6、电容C7的一端，电阻R6的另一端接电源+5V，电容C7的另一端接运放器AR2的同相输入端和电阻R10的一端，运放器AR2的反相输入端接电阻R8的一端、二极管D1的正极，二极管D1的负极接运放器AR1的输出端和二极管D2的正极以及三极管Q2、三极管Q3的基极，二极管D2的负极接运放器AR3的同相输入端和电阻R9、电容C9的一端，电阻R9、电容C9的另一端接地，运放器AR3的反相输入端接电阻R8的另一端和运放器AR3的输出端以及二极管D3的负极、二极管D4的正极、三极管Q3的集电极，二极管D3的正极接二极管D4的负极，三极管Q3的发射极接三极管Q2的发射极，运放器AR4的反相输入端接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接运放器AR4的输出端、电阻R10的另一端。
在上述方案的基础上，所述检波电路选用型号为AD 8313的波形采集器J1采集机械旋转驱动模块的故障波形信号，波形采集器J1的电源端接电源+5V，波形采集器J1的接地端接地，波形采集器J1的输出端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电阻R2的一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R2的另一端和电容C2的另一端；
所述稳压发射电路运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警，当旋转机械振动故障时，信号发射器E1输出为高电平信号，触发控制终端检测到预警信号，反之，信号发射器E1输出为低电平信号，控制终端接收为正常信号，电阻R12的一端接稳压管D5的负极、二极管D3的正极，稳压管D5的正极接地，电阻R12的另一端接电阻R13、电容C10的一端，电容C10的另一端接地，电阻R13的另一端接信号发射器E1。
本发明具体使用时， 一种旋转机械振动故障预警装置，包括机械旋转驱动模块、信号传输模块、控制终端、故障检测模块，机械旋转驱动模块控制旋转机械工作，控制终端通过信号传输模块接收故障检测模块传输的故障信号，并且控制机械旋转驱动模块，故障检测模块包括检波电路、调频调幅电路和稳压发射电路，所述检波电路检测机械旋转驱动模块的故障波形信号，调频调幅电路运用电阻R3-电阻R7和电容C3-电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，当电容C3充电时，电容C4放电，此时电容C5放电，电阻R5为下拉电阻，电容C4充电完成时，此时电容C4开始充电，电容C5蓄电，由于电容充放电有时间间隔，起到隔离高频信号的作用，然后低频信号经三极管Q1放大信号电位，电容C6、电容C7为滤波电容，实现了选频的作用，然后运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，先对信号选频筛选出故障信号的低频信号，然后利用波形的峰值信号进一步可以判别故障信号是否异常，当旋转机械振动故障时，此时波形为低频、高峰值信号，最后经二极管D3、二极管D4组成的限幅电路限制信号电位后输入稳压发射电路内，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，利用三极管Q2、三极管Q3的截止电压防止故障信号误判，进一步反馈信号至调频电路和峰值电路内，调节输出信号的频率和波形，提高故障信号判别的准确性，最后稳压发射电路运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种旋转机械振动故障预警装置，包括机械旋转驱动模块、信号传输模块、控制终端、故障检测模块，机械旋转驱动模块控制旋转机械工作，控制终端通过信号传输模块接收故障检测模块传输的故障信号，并且控制机械旋转驱动模块，故障检测模块包括检波电路、调频调幅电路和稳压发射电路，其特征在于，所述检波电路检测机械旋转驱动模块的故障波形信号，调频调幅电路运用电阻R3-电阻R7和电容C3-电容C8以及三极管Q1组成调频电路调节信号频率，然后运用运放器AR2、运放器AR3和二极管D1、二极管D2组成峰值电路筛选峰值信号，经二极管D3、二极管D4组成的限幅电路限制信号电位后输入稳压发射电路内，并且运用三极管Q2、三极管Q3和运放器AR4组成反馈电路进一步调节信号波形，最后稳压发射电路运用稳压管D5对信号稳压后经信号发射器E1传输至控制终端内预警；
所述调频调幅电路包括电阻R3，电阻R3的一端接电容C3、电容C2的一端和三极管Q1的基极，电阻R3的另一端接电阻R4、电容C5的一端，电阻R4的另一端接电容C4、电容C6的一端，电容C3的另一端接电阻R5的一端、电容C4的另一端和三极管Q2的集电极、运放器AR4的同相输入端，电阻R5、电容C5 的另一端接地，三极管Q1的发射极接电阻R7、电容C8的一端，三极管Q1的集电极接电容C6的另一端和电阻R6、电容C7的一端，电阻R6的另一端接电源+5V，电容C7的另一端接运放器AR2的同相输入端和电阻R10的一端，运放器AR2的反相输入端接电阻R8的一端、二极管D1的正极，二极管D1的负极接运放器AR1的输出端和二极管D2的正极以及三极管Q2、三极管Q3的基极，二极管D2的负极接运放器AR3的同相输入端和电阻R9、电容C9的一端，电阻R9、电容C9的另一端接地，运放器AR3的反相输入端接电阻R8的另一端和运放器AR3的输出端以及二极管D3的负极、二极管D4的正极、三极管Q3的集电极，二极管D3的正极接二极管D4的负极，三极管Q3的发射极接三极管Q2的发射极，运放器AR4的反相输入端接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接运放器AR4的输出端、电阻R10的另一端。
2.如权利要求1所述一种旋转机械振动故障预警装置，其特征在于，所述检波电路包括型号为AD 8313的波形采集器J1，波形采集器J1的电源端接电源+5V，波形采集器J1的接地端接地，波形采集器J1的输出端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电阻R2的一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电容C1的一端，电容C1的另一端接地，运放器AR1的输出端接电阻R2的另一端和电容C2的另一端。
3.如权利要求1所述一种旋转机械振动故障预警装置，其特征在于，所述稳压发射电路包括电阻R12，电阻R12的一端接稳压管D5的负极、二极管D3的正极，稳压管D5的正极接地，电阻R12的另一端接电阻R13、电容C10的一端，电容C10的另一端接地，电阻R13的另一端接信号发射器E1。
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