CN111337122B - 一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质 - Google Patents
一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111337122B CN111337122B CN202010281085.0A CN202010281085A CN111337122B CN 111337122 B CN111337122 B CN 111337122B CN 202010281085 A CN202010281085 A CN 202010281085A CN 111337122 B CN111337122 B CN 111337122B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- low frequency
- characteristic
- frequency vibration
- vibration sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
Abstract
本发明公开了一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质，包括如下步骤：实测每个低频振动传感器在极低频段（如：0.35～6Hz）的幅频特性和相频特性；用所述低频振动传感器实测并获得极低频振动的时域波形图；对指定时段的时域波形图进行频谱分析获得其频谱特征值；用所述传感器极低频段的频响特性修正实测极低频振动的频谱特征值；用修正后的频谱特征值生成一组基频和倍频的正弦波并在相位上叠加，获得修正后的极低频振动时域波形图，从而实现对极低频振动的准确测量、分析、计算和存储。该发明解决了现有技术在测量极低频振动时误差大,数据不可信等技术难题，提高了极低频振动测量的可靠性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及水力机组振动测量领域，尤其涉及一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质。
背景技术
随着社会对电力需求的增加和人们环保意识的提高，水力发电的重要性逐渐调高。我国河流水能蕴藏量达6.8亿千瓦，目前已开发装机3.4亿千瓦，年发电量1.2万亿千瓦时。
目前我国已建装机5万千瓦以下的小水电站4.7万余座、总装机容量约7927万千瓦；装机5万-30万（不含）千瓦的中型水电站479座、总装机容量约4487万千瓦；装机30万及以上的大型水电站152座、发电机组797台、总装机容量约2.22亿千瓦，年发电量约7200亿千瓦时。不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，中国在世界各国中均居第一位。
在水力发电规模迅速扩大的同时，保障水电站水力机组安全稳定运行也成为了重中之重，因此在水力机组的管理和监控中必须对水力机组运行时的振动进行精确和稳定的长期监测。然而现有技术中心对水力机组的振动进行测试时，在面对低频甚至极低频振动信号的检测时的准确率显得不尽人意，水力机组运行状态得不到有效的监测，对进行水力发电、水力机组运行时的稳定性有着极大的不利影响。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质。
本发明的第一方面，提供一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，包括如下步骤：
S101实测低频振动传感器在极低频段的频响特性：对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测；
S102实测极低频振动的时域波形图：用所述低频振动传感器实测极低频振动时域波形图；
S103对所述时域波形图进行频谱分析：对实测时域波形图进行频谱分析计算，获取其频域范围的基波和谐波频率、幅值和相位的频谱特征值：
S104所述极低频振动频谱特征值修正：根据实测的低频振动传感器的相频特性和幅频特性对实测极低频振动的基波和谐波进行幅值和相位的修正；
S105根据所述频谱特征值生成基波和谐波的正弦波：用修正后的基波和谐波的频率、幅值和相位生成一组基波和谐波的正弦波；
S106修正后的基波和谐波叠加生成时域波形图：对所述的一组基波和谐波的正弦波在相位上进行波形叠加计算，获得所述低频振动传感器在极低频段，对其幅频特性和相频特性修正后更为准确的振动时域波形图，实现对极低频振动的测量和存储。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段幅频特性和相频特性的实测是通过标准低频振动试验台测试并获得。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段幅频特性和相频特性的实测是通过更高精度的位移传感器作为标准对比测试并获得。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，建立所述振动传感器的幅值与频率和相位与频率的关系曲线采用曲线拟合的方式，通过选择适当的曲线函数表达每只低频振动传感器在极低频段的幅频特性和相频特性。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，所述的频谱特征值修正还包括被测设备在特征频率点的幅值和相位修正的步骤：所述低频振动传感器在被测设备特征频率点的幅频特性和相频特性上插值获取，并将该插值作为低频振动传感器在特征频率下的灵敏度系数和相位偏差的修正值，修正被测设备的特征频率点的振动幅值和相位测量的误差。
本发明的第二方面，提供一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，包括如下部分：
低频振动传感器极低频段频响特性检测模块：对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性的实测，获得低频振动传感器在极低频段的频响特性；
极低频振动实测模块：用所述低频振动传感器实测极低频振动在指定时段的时域波形图；
频谱计算模块：对指定时段的实测时域波形图进行频谱分析计算获取其频谱中基波和谐波的频率、幅值和相位：
频谱特征值修正模块：根据实测的所述低频振动传感器的相频特性和幅频特性对实测极低频振动的基波和谐波进行幅值、相位的修正；
基波及谐波生成模块：用插值修正后的基波和谐波的频率、幅值和相位的正弦波参数生成一组指定时段的基波和谐波的正弦波；
时域波形图生成模块：对所述的一组基波和谐波的正弦波在相位上波形叠加计算，获得所述低频振动传感器在极低频率下，对其幅频特性和相频特性修正补偿后的，更为准确的振动时域波形图，从而实现对极低频振动测量、分析、计算和存储。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段幅频特性和相频特性的实测是通过标准低频振动试验台测试获得。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段幅频特性和相频特性的实测是通过更高精度的位移传感器作为标准对比测试获得。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，所述的建立所述振动传感器的幅值与频率和相位与频率的关系曲线采用曲线拟合的方式，通过选择适当的曲线函数表达每只低频振动传感器的在极低频段的幅频特性和相频特性。
进一步的，一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，所述的频谱特征值修正模块还包括被测设备在特征频率点的幅值和相位修正的运行处理步骤：所述低频振动传感器在被测设备的特征频率点在幅频特性和相频特性上插值获取，并将该插值作为低频振动传感器在特征频率下的灵敏度系数和相位偏差的修正值，修正被测设备的特征频率点的振动幅值和相位测量误差。
本发明的第三方面，提供一种实现低频振动传感器测量极低频振动的终端设备，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一所述的低频振动传感器测量极低频振动的方法。
本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，该指令被处理器执行时实现如上述任一所述的低频振动传感器测量极低频振动的方法。
本发明的有益效果：本发明通过对安装运行前的每只低频振动传感器进行校准，获得不同频率下对应的灵敏度并通过曲线拟合获得频率与幅值和频率与相位之间的关系式，最后在计算水力机组的测量值时，根据获得的关系式对水力机组的振动测量值进行修正，最终获得准确的低频、极低频振动数值，相比于现有技术中的低频振动速度采集方案，能够极大提高测量准确性，同时扩展了一般低频振动传感器在实际环境中的测量适用范围。
附图说明
图1是本发明一种低频振动传感器测量极低频振动的方法原理示意图。
图2是本发明一种低频振动传感器测量极低频振动的系统结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例中一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，包括如下步骤：S101实测低频振动传感器在极低频段的频响特性：对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测；S102实测极低频振动的时域波形图：用所述低频振动传感器实测极低频振动时域波形图；S103对所述时域波形图进行频谱分析：对实测时域波形图进行频谱分析计算，获取其频域范围的基波和谐波频率、幅值和相位的频谱特征值：S104所述极低频振动频谱特征值修正：根据实测的低频振动传感器的相频特性和幅频特性对实测极低频振动的基波和谐波进行幅值和相位的修正；S105根据所述频谱特征值生成基波和谐波的正弦波：用修正后的基波和谐波的频率、幅值和相位生成一组基波和谐波的正弦波；S106修正后的基波和谐波叠加生成时域波形图：对所述的一组正弦波在相位上进行波形叠加计算，获得所述低频振动传感器在极低频率段，对其幅频特性和相频特性修正后更为准确的振动时域波形图，实现对极低频振动的测量和存储。
可选的/优选的，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测是通过标准低频振动试验台测试并获得。
可选的/优选的，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测是通过更高精度的位移传感器作为标准对比测试并获得。
可选的/优选的，建立所述振动传感器的幅值与频率和相位与频率的关系曲线采用曲线拟合的方式，通过选择适当的曲线函数表达每只低频振动传感器在极低频段的幅频特性和相频特性。
更进一步的，所述的频谱特征值修正还包括被测设备在特征频率点的幅值和相位修正的步骤：所述低频振动传感器在被测设备特征频率点的幅频特性和相频特性上插值获取，并将该插值作为低频振动传感器在特征频率下的灵敏度系数和相位偏差的修正值，修正被测设备的特征频率点的振动幅值和相位测量的误差。
如图2所示，本实施例中，提供一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，包括如下部分：低频振动传感器极低频段频响特性检测模块：对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性的实测，获得低频振动传感器在极低频段的频响特性；极低频振动实测模块：用所述低频振动传感器实测极低频振动在指定时段的时域波形图；频谱计算模块：对指定时段的实测时域波形图进行频谱分析计算获取其频谱中基波和谐波的频率、幅值和相位： 频谱特征值修正模块：根据实测的所述低频振动传感器的相频特性和幅频特性对实测极低频振动的基波和谐波进行幅值、相位的修正；基波及谐波生成模块：用插值修正后的基波和谐波的频率、幅值和相位的正弦波参数生成一组指定时段的基波和谐波的正弦波；时域波形图生成模块：对所述的一组正弦波在相位上波形叠加计算，获得所述低频振动传感器在极低频率下，对其幅频特性和相频特性修正补偿后的，更为准确的振动时域波形图，从而实现对极低频振动测量、分析、计算和存储。
优选的/可选的，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测是通过标准低频振动试验台测试获得。
优选的/可选的，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频率段幅频特性和相频特性的实测是通过更高精度的位移传感器作为标准对比测试获得。
优选的/可选的，所述的建立所述振动传感器的幅值与频率和相位与频率的关系曲线采用曲线拟合的方式，通过选择适当的曲线函数表达每只低频振动传感器的在极低频段的幅频特性和相频特性。
更进一步的，所述的频谱特征值修正还包括被测设备在特征频率点的幅值和相位修正的步骤：所述低频振动传感器在被测设备的特征频率点在幅频特性和相频特性上插值获取，并将该插值作为低频振动传感器在特征频率下的灵敏度系数和相位偏差的修正值，修正被测设备的特征频率点的振动幅值和相位测量误差
本实施例中，通过对安装运行前的每只低频振动传感器进行校准，获得不同频率下对应的灵敏度并通过曲线拟合获得频率与幅值以及频率与相位之间的关系式，最后在计算水力机组的测量值时，根据获得的关系式对水力机组的振动测量值进行修正，最终获得准确的低频、极低频振动数值，相比于现有技术中的低频振动速度采集方案，能够极大提高测量准确性，同时扩展了一般低频振动传感器在实际环境中的测量适用范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (12)
1.一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101实测低频振动传感器在极低频段的频响特性：对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测；
S102实测极低频振动的时域波形图：用所述低频振动传感器实测极低频振动时域波形图；
S103对所述时域波形图进行频谱分析：对实测时域波形图进行频谱分析计算，获取其频域范围的基波和谐波频率、幅值和相位的频谱特征值：
S104所述极低频振动的频谱特征值修正：根据实测的低频振动传感器的相频特性和幅频特性对实测极低频振动的基波和谐波进行幅值和相位的修正；
S105根据所述频谱特征值生成基波和谐波的正弦波：用修正后的基波和谐波的频率、幅值和相位生成一组基波和谐波的正弦波；
S106修正后的基波和谐波叠加生成时域波形图：对所述的一组基波和谐波的正弦波在相位上进行波形叠加计算，获得所述低频振动传感器在极低频段，对其幅频特性和相频特性修正后更为准确的振动时域波形图，实现对极低频振动的测量和存储。
2.根据权利要求1所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，其特征在于，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测是通过标准低频振动试验台测试并获得。
3.根据权利要求1所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，其特征在于，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测是通过更高精度的位移传感器作为标准对比测试并获得。
4.根据权利要求1所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，其特征在于，所述实测低频振动传感器在极低频段的频响特性采用曲线拟合的方式，通过选择适当的曲线函数表达每只低频振动传感器在极低频段的幅频特性和相频特性。
5.根据权利要求1所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的方法，其特征在于，还包括在被测设备振动特征频率点的幅值和相位修正的步骤：所述低频振动传感器在被测设备特征频率点的幅频特性和相频特性上获取插值，并将该插值作为低频振动传感器在特征频率下的灵敏度系数和相位偏差的修正值，修正被测设备的特征频率点的振动幅值和相位测量误差。
6.一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，其特征在于，包括如下部分：
低频振动传感器极低频段频响特性检测模块：对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性的实测，获得低频振动传感器在极低频段的频响特性；
极低频振动实测模块：用所述低频振动传感器实测极低频振动在指定时段的时域波形图；
频谱计算模块：对指定时段的实测时域波形图进行频谱分析计算获取其频谱中基波和谐波的频率、幅值和相位：
频谱特征值修正模块：根据实测的所述低频振动传感器的相频特性和幅频特性对实测极低频振动的基波和谐波进行幅值、相位的修正；
基波及谐波生成模块：用插值修正后的基波和谐波的频率、幅值和相位的正弦波参数生成一组指定时段的基波和谐波的正弦波；
时域波形图生成模块：对所述的一组基波和谐波的正弦波在相位上进行波形叠加计算，获得所述低频振动传感器在极低频率下，对其幅频特性和相频特性修正补偿后的，更为准确的振动时域波形图，从而实现对极低频振动测量、分析、计算和存储。
7.根据权利要求6所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，其特征在于，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测是通过标准低频振动试验台测试获得。
8.根据权利要求6所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，其特征在于，所述的对每一只低频振动传感器进行极低频段的幅频特性和相频特性实测是通过更高精度的位移传感器作为标准对比测试获得。
9.根据权利要求6所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，其特征在于，获得低频振动传感器在极低频段的频响特性采用曲线拟合的方式，通过选择适当的曲线函数表达每只低频振动传感器的在极低频段的幅频特性和相频特性。
10.根据权利要求6所述的一种低频振动传感器测量极低频振动的系统，其特征在于，所述的频谱特征值修正模块还包括被测设备在特征频率点的幅值和相位修正的运行处理步骤：所述低频振动传感器在被测设备的特征频率点在幅频特性和相频特性上获取插值，并将该插值作为低频振动传感器在特征频率下的灵敏度系数和相位偏差的修正值，修正被测设备的特征频率点的振动幅值和相位测量误差。
11.一种实现低频振动传感器测量极低频振动的终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的低频振动传感器测量极低频振动的方法。
12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-5任一所述的低频振动传感器测量极低频振动的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010281085.0A CN111337122B (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010281085.0A CN111337122B (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111337122A CN111337122A (zh) | 2020-06-26 |
| CN111337122B true CN111337122B (zh) | 2021-02-09 |
Family
ID=71180827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010281085.0A Active CN111337122B (zh) | 2020-04-10 | 2020-04-10 | 一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111337122B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111765965B (zh) * | 2020-06-30 | 2021-05-25 | 四川中鼎智能技术有限公司 | 一种水力机组振动传感器的误差检测的方法、系统、终端设备及可读存储介质 |
| CN113465562B (zh) * | 2021-07-13 | 2022-04-15 | 西南交通大学 | 一种无参照点绝对动位移实时监测方法 |
| CN114295198A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-04-08 | 上海测振自动化仪器有限公司 | 一种智能振动传感器及其控制方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633811A (en) * | 1994-12-09 | 1997-05-27 | Computational Systems, Inc. | Hand held data collector and analyzer system |
| JP2008268187A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-11-06 | Nippon Steel Corp | 極低速回転機械の異常診断方法及び装置 |
| CN105181119A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-23 | 陕西中爆安全网科技有限公司 | 一种磁电式智能数字振动速度传感器超低频实现方法 |
| CN106872017A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-06-20 | 天津大学 | 一种磁电式低频振动传感器的幅相补偿方法 |
| CN208420164U (zh) * | 2018-05-11 | 2019-01-22 | 国网湖北省电力有限公司检修公司 | 一种架空输电线振动信号采集装置 |
| CN110531259B (zh) * | 2019-08-12 | 2020-08-18 | 西安交通大学 | 基于漏磁信号的感应电机电气故障诊断方法 |
-
2020
- 2020-04-10 CN CN202010281085.0A patent/CN111337122B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111337122A (zh) | 2020-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111337122B (zh) | 一种低频振动传感器测量极低频振动的方法、系统、终端设备及可读存储介质 | |
| Jin et al. | A novel interpolated DFT synchrophasor estimation algorithm with an optimized combined cosine self-convolution window | |
| CN103076587B (zh) | 传感器接收性能的标定方法、系统及超声波脉冲发生器 | |
| CN101251585A (zh) | 高压电能计量装置整体误差校验方法及装置 | |
| US20150048854A1 (en) | Method and apparatus for monitoring maximum power point tracking | |
| CN105487034A (zh) | 一种0.05级电子式互感器校验方法及系统 | |
| CA2927999A1 (en) | Performance analysis of power grid monitors | |
| CN103472333A (zh) | 风电并网电能质量综合性能检测方法 | |
| CN112556828A (zh) | 一种变压器绕组松动故障检测方法 | |
| CN108490257A (zh) | 一种基于频谱曲线拟合的短时窗间谐波测量方法 | |
| CN102313857B (zh) | 一种电力系统故障录波数据分析方法及其装置 | |
| CN112748288A (zh) | 一种正弦波注入的ups输入阻抗测量方法 | |
| CN111765965B (zh) | 一种水力机组振动传感器的误差检测的方法、系统、终端设备及可读存储介质 | |
| CN103630744B (zh) | Pmu相角检测方法及系统 | |
| CN105958510B (zh) | 一种电网监测与控制设备用soc芯片 | |
| CN112881839B (zh) | 基于频率集中度和振动平稳性互信息的变压器诊断方法 | |
| CN105182116B (zh) | 一种基于加权梯度结构相似度的变压器绕组工作状态检测方法 | |
| CN101399444A (zh) | 电容器投切对动态电压波动影响的特征评价方法 | |
| CN109387806B (zh) | 基于simulink仿真的数字化电能表溯源系统误差影响分析方法 | |
| CN112462285A (zh) | 一种基于伪随机信号的电池阻抗在线测量装置及方法 | |
| CN111781553A (zh) | 一种分压器校验系统及方法 | |
| Elsayed et al. | Distribution Grid Phasor Estimation and μPMU Modeling | |
| CN114167198B (zh) | 一种同期线损数据的测量方法及测量平台 | |
| Xingang et al. | Supraharmonics measurement algorithm based on CS-SAMP | |
| CN111257813B (zh) | 一种非接触式电压测量系统现场标定方法及其标定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |