CN112362156A - 数据采集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据采集系统，适于采集待测设备的振动特征数据，待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，该系统包括：控制终端，适于获取各测点的结构特征和运行特征，根据结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置；采集装置，与控制终端连接，适于接收控制终端发来的各测点的采集参数和振动指标，根据采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。本发明一并公开了相应的数据采集方法。

Description

数据采集系统及方法

技术领域

本发明涉及动设备健康状态监测技术领域，尤其涉及一种用于采集动设备振动数据的数据采集系统及方法。

背景技术

为了监测动设备的健康状态，需要使用数据采集装置来采集动设备的振动数据。目前，振动数据采集面临以下问题：

1、动设备种类繁多，例如包括泵、离心风机、轴流风机、风力发电机(双馈、半直驱、直驱)、大型离心机组、往复式机组、磨机、破碎机、提升机、回转窑、皮带机，等等。各种动设备结构不一，复杂程度不同。

2、每一台动设备零通常包括多个零部件，每个零部件所表现出的故障特征不一，需要采集的振动指标不同。例如，滚动轴承失效需要采集滚动轴承内圈、外圈、滚动体、保持架损伤特征相关频率数据，齿轮齿面损伤需要采集齿轮损伤相关特征数据，转轴不平衡、轴系不对中、螺栓松动等需要采集转频相关特征数据，等等。

3、不同动设备在运行时的转速差距较大，从每分钟几转到几万转不等，同一设备的不同部件转轴转速也会不同。相应地，为了定位动设备的故障需要采集的振动数据样本的时长(即采样时长)也不同。如果采样时长过短，可能无法有效定位故障部件；如果采样时长过长，则可能导致大量数据冗余。

现有的数据采集装置多为针对某一种或某一类动设备研制，例如，针对稳态泵、离心风机有一套采集装置，针对变工况风力发电机有一套采集装置，针对轧机有一套采集装置，等等。针对某一类动设备而研制的数据采集装置难以应用于其他动设备，无法实现对各种动设备振动指标的定制化采集。

因此，需要提供一种更加通用、灵活的动设备振动数据采集方案。

发明内容

为此，本发明提供一种数据采集系统及方法，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种数据采集系统，适于采集待测设备的振动特征数据，所述待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，所述系统包括：控制终端，适于获取各测点的结构特征和运行特征，根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置；采集装置，与所述控制终端连接，适于接收控制终端发来的各测点的采集参数和振动指标，根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对所述振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。

可选地，在根据本发明的数据采集系统中，结构特征包括结构类型，所述运行特征包括转速区间；所述控制终端适于：根据预设的转速区间与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数，所述采集参数包括采样时长和采样间隔；以及根据预设的结构类型与振动指标的对应关系，确定各测点需采集的振动指标。

可选地，在根据本发明的数据采集系统中，所述转速区间包括：低速、中速、高速；所述结构类型包括电机、齿轮、转轴、皮带、联轴器；所述齿轮包括平行齿轮和行星齿轮；所述转轴包括螺杆、叶轮、辊子，转轴的轴承支撑形式包括滚动轴承支撑、滑动轴承支撑、滚动轴承与滑动轴承同时支撑。

可选地，在根据本发明的数据采集系统中，各测点需采集的振动指标包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标。

可选地，在根据本发明的数据采集系统中，运行特征还包括工况稳定性，所述控制终端进一步适于：根据预设的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数。

可选地，在根据本发明的数据采集系统中，传感器采集到的振动信号为模拟信号，所述采集装置进一步包括：模数转换器，适于将各测点的传感器所采集到的模拟信号转化为数字信号；处理器，适于对所述数字信号进行分析处理，以计算出各测点的振动指标值。

根据本发明的第二个方面，提供一种数据采集方法，在控制终端中执行，适于采集待测设备的振动特征数据，所述待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，所述方法包括：获取各测点的结构特征和运行特征；根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置，以便所述采集装置根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对所述振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值；以及接收所述采集装置发来的各测点的振动指标值。

可选地，在根据本发明的数据采集方法中，结构特征包括结构类型，所述运行特征包括转速区间；所述根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标的步骤包括：根据预设的转速区间与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数，所述采集参数包括采样时长和采样间隔；以及根据预设的结构类型与振动指标的对应关系，确定各测点需采集的振动指标。

可选地，在根据本发明的数据采集方法中，所述转速区间包括：低速、中速、高速；所述结构类型包括电机、齿轮、转轴、皮带、联轴器；所述齿轮包括平行齿轮和行星齿轮；所述转轴包括螺杆、叶轮、辊子，转轴的轴承支撑形式包括滚动轴承支撑、滑动轴承支撑、滚动轴承与滑动轴承同时支撑。

可选地，在根据本发明的数据采集方法中，各测点需采集的振动指标包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标。

可选地，在根据本发明的数据采集方法中，运行特征还包括工况稳定性，所述所述根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标的步骤包括：根据预设的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数。

根据本发明的第三个方面，提供一种数据采集方法，在数据采集系统中执行，所述数据采集系统包括控制终端和采集装置，所述方法适于采集待测设备的振动特征数据，所述待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，所述方法包括：控制终端获取各测点的结构特征和运行特征，根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置；采集装置接收控制终端发来的各测点的采集参数和振动指标，根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对所述振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。

根据本发明的第四个方面，提供一种控制终端，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，当程序指令被处理器读取并执行时，使得控制终端执行上述数据采集方法。

根据本发明的第五个方面，提供一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被控制终端读取并执行时，使得所述控制终端执行上述数据采集方法。

根据本发明的数据采集系统包括控制终端和采集装置，其中，控制终端可以根据待测设备各测点的结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置。采集装置根据各测点的采集参数来获取各测点传感器所采集到的的振动信号，对振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。用户可以在控制终端上查看各测点的振动指标值，以了解待测设备的振动状态。

本发明的数据采集系统可以根据各测点的结构特征和运行特征来自动化、定制化地配置各测点的采集参数和需采集的振动指标，使得本发明的一套数据采集系统能够实现对不同动设备、不同测点的振动数据采集，大大提高了数据采集系统的通用性、灵活性和实用性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的数据采集系统100的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的控制终端200的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的数据采集方法300的流程图；

图4示出了根据本发明一个实施例的双支撑泵设备的测点的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的数据采集方法500的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种数据采集系统和方法，能够实现对不同动设备、不同测点的振动数据采集，大大提高了数据采集系统的通用性、灵活性和实用性。

图1示出了根据本发明一个实施例的数据采集系统100的示意图。如图1所示，数据采集系统100典型地包括控制终端110、采集装置120和传感器140，在一些实施例中，数据采集系统100还包括交换机130(图1中的虚线框表示交换机120是数据采集系统100中的可选组成部分)。

应当指出，图1所示的数据采集系统100仅是示例性的。在具体实践情况中，数据采集系统100中可以包括不同数量的控制终端、交换机、采集装置以及传感器，本发明对数据采集系统所包括的控制终端、交换机、采集装置、传感器的数量均不作限制。

数据采集系统100用于采集待测设备的振动特征数据。待测设备可以是任意动设备，包括但不限于泵、离心风机、轴流风机、风力发电机(双馈、半直驱、直驱)、大型离心机组、往复式机组、磨机、破碎机、提升机、回转窑、皮带机，等等。

在本发明的实施例中，待测设备上设置有至少一个测点(或称监测点、监测部位/部件，observation point)，每个测点设置有一组传感器140，用于采集相应测点的振动信号。待测设备的测点的数量和位置可以由本领域技术人员根据实际情况来设置，本发明对此不做限制。此外，本发明亦不限制传感器140的种类和型号。通常地，传感器140可以是加速度传感器，例如压电式、压阻式、电容式、电感式等类型的加速度传感器。

如图1所示，在本发明的数据采集系统中，控制终端110与采集装置120通信连接，采集装置120与传感器140通信连接。

在本发明的实施例中，控制终端110可以连接一个或多个采集装置120，采集装置120也可以连接一个或多个控制终端(图1中仅示出了一个控制终端110连接多个采集装置120的情况)。特别地，当控制终端110所连接的采集装置120数量较多时，可以通过交换机130来实现与多个采集装置120的连接。控制终端110可以通过有线(例如采用RS-485、RS-232、USB等有线通信协议)或无线(例如采用蓝牙、ZigBee、LoRa、Wi-Fi等无线通信协议)的方式与采集装置120相连，本发明不限制控制终端110与采集装置120之间的连接方式和通信协议。

在本发明的实施例中，每个采集装置120可以连接一个或多个传感器140。当采集装置120与多个传感器140连接时，这多个传感器对应的测点可以属于同一个设备，也可以属于不同的设备。例如，如图1所示，采集装置120-1与传感器140-1、传感器140-2连接，这两个传感器设置于同一个设备的两个测点(即位于设备1的测点1和测点2)处；采集装置120-3与传感器140-4、140-5、140-6相连，其中，传感器140-4、140-5位于同一个设备的两个测点(即位于设备3的测点4和测点5)处，传感器140-6位于另一个设备4的测点6处。

采集装置120可以通过RS-485、USB等有线通信方式与传感器140连接，也可以通过诸如蓝牙、ZigBee、LoRa、Wi-Fi等无线通信方式与传感器140连接。本发明对采集装置120与传感器140的连接方式和通信协议不做限制。

控制终端110为位于用户侧的、能够与用户进行交互的终端设备。实践中，通常将控制终端110称为“上位机”。控制终端110通常为工业计算机、桌面电脑、笔记本电脑等计算机设备。在另一些实施例中，控制终端110也可以是手机、平板电脑等常用的便携式个人移动终端，或者是智能可穿戴设备、物联网设备等。本发明对控制终端110的种类和硬件配置情况不做限制。

在本发明的实施例中，控制终端110中安装有相应的软件，用户可以通过对该软件进行操作来控制各测点的数据采集情况，以及查看各测点的数据采集结果。

具体地，控制终端110适于获取各测点的结构特征和运行特征，根据结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置。

根据一种实施例，控制终端110可以通过相应软件所提供的接口，获取用户输入的测点的结构特征和运行特征。结构特征例如包括测点的结构类型等，运行特征例如包括测点的转速区间等。

根据一种实施例，控制终端110中存储有转速区间与采集参数的对应关系，以及结构类型与振动指标的对应关系。相应地，控制终端110可以根据预设的转速区间与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数，采集参数包括采样时长、采样间隔等；以及根据预设的结构类型与振动指标的对应关系，确定各测点需采集的振动指标。

表1示例性地示出了转速区间与采集参数的一种对应关系。在该对应关系中，转速区间包括低速、中速、高速三种，不同的转速区间对应于不同的采样时长。转速越高，采样时长越短(对应于表1，有L1>L2>L3)，这样既可以保证采集精度，也可以避免数据冗余。

表1

转速区间	采样时长(即时域波形长度)
		低速：0<RPM(每分钟转数)<R1	L1
中速：R1≤RPM<R2	L2
		高速：R2≤RPM<R3	L3

根据一种实施例，运行特征还包括工况稳定性。控制终端110中存储有转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系。相应地，控制终端110可以根据预设的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数。例如，本领域技术人员也可以设置与表1类似的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，具体地，转速越高、工况越稳定，采样时长越短；反之，转速越低、工况越不稳定(复杂多变)，采样时长越长。

各测点需采集的振动指标包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标。

通用振动指标为各测点均需要采集的振动指标，如表2所示，其例如可以是加速度RMS(Root Mean Square，均方根)有效值、速度RMS有效值、各频段区间的总能量、冲击比(冲击峰值与基带能量的比值)、冲击峰值、冲击个数、底噪能量、(去除某一频率成分后的)残余量、转频、转频谐波、各分频能量、相位等，但不限于此。

表2

结构类型特有的振动指标为仅针对该结构类型需要采集的振动指标，其他结构类型通常不需要采集。具体地，动设备从工作原理上一般分为驱动机构、传动机构、执行机构、连接机构。驱动机构一般为透平、电机，透平相对于电机来说，虽为传动机构，但从振动效应上来讲，可归结为执行机构，为执行机构的叶轮；传动机构为(增)减速机、离合器、液力耦合器，主要内涵是齿轮传动结构，合并为齿轮箱结构；执行机构种类繁多，但是从引起振动损伤特征频率来区分，一般划分为螺杆、辊子、叶轮、空心轴、滚筒、锤头、心轴，从振动数据采集来看，辊子、空心轴、滚筒、锤头、心轴、偏心轮所挂部件或不挂部件的指标主体与转频相关，合并为转轴；连接机构有联轴器、皮带等。

这样，本发明根据一台动设备从引起并需要采集的振动特征，将测点结构类型区分为：(发)电机、齿轮箱、转轴(含螺杆、叶轮、辊子)、皮带、联轴器。其中，齿轮进一步划分为平行齿轮和行星齿轮；转轴按照轴承支撑形式的不同，划分为滚动轴承支撑、滑动轴承支撑、滚动轴承与滑动轴承同时支撑。

结构类型特有的振动指标如表3所示。应当指出，表2仅为一个示例，各结构类型需采集的特定振动指标不局限于该表。

表3

例如，对于风力发电机设备，其齿轮箱结构为两级行星+一级平行。该风力发电机上设置有四个测点，各测点的结构类型和转速区间分别为：

测点1(齿轮箱一级行星处)：行星齿轮+滚动轴承+低速；

测点2(齿轮箱二级行星处)：行星齿轮+滚动轴承+中速；

测点3(齿轮箱三级平行处)：平行齿轮+滚动轴承+高速；

测点4(电机处)：发电机测点模型为：电机+滚动轴承+高速。

相应地，根据表1所示的转速区间与采样参数的对应关系，确定测点1～测点2的采样时长分别为L1、L2、L3、L3。根据表2、表3所示的结构类型与振动指标的对应关系，确定测点1～测点4需采集的振动指标为：

测点1：表2中的通用振动指标和表3中的“滚动轴承”、“行星齿轮”对应的振动指标；

测点2：表2中的通用振动指标和表3中的“滚动轴承”、“行星齿轮”对应的振动指标；

测点3：表2中的通用振动指标和表3中的“滚动轴承”、“平行齿轮”对应的振动指标；

测点4：表2中的通用振动指标和表3中的“滚动轴承”、“电机”对应的振动指标。

当控制终端110根据各测点的结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数(包括采样时长、采样间隔等)和需采集的振动指标(包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标)后，将各测点的采集参数和振动指标发送至各测点相应的采集装置。例如，如图1所示，控制终端110确定测点1～6的采集参数和振动指标后，将测点1、测点2的采集参数和振动指标发送至采集装置120-1，将测点3的采集参数和振动指标发送至采集装置120-2，将测点4～测点6的采集参数和振动指标发送至采集装置120-3。

采集装置120例如可以是单片机、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)等装置，其包括处理器、存储器、输入/输出接口、模数转换器等模块。

采集装置120接收到控制终端120发来的各测点的采集参数和振动指标后，根据采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值。

如前所述，采集参数包括采样时长和采样间隔，相应地，采集装置120将按照指定的采样时长和采样间隔，获取各测点的传感器所采集到的振动信号。例如，某一测点的采样时长为2s，采样间隔为30s，则采样装置120每隔30s从该测点的传感器处获取时长为2s的一段振动信号。

根据一种实施例，传感器采集到的振动信号为模拟信号，采集装置120获取到传感器采集的模拟信号后，采用模数转换器来将各测点的传感器所采集到的模拟信号转化为数字信号，随后，采用处理器来对数字信号进行分析处理，以计算出各测点的振动指标值。

对振动数字信号的分析处理方式包括但不限于积分、微分、时域/频域数据转换、频谱分析等。本发明不限制根据振动信号来得出振动指标值所采用的具体计算手段。

采集装置120计算得出各测点的振动指标值后，将各测点的振动指标值发送至控制终端110。控制终端110可以通过相应软件，将各测点的振动指标值展示给用户。

图2示例性地示出了一种控制终端200的结构图。如图2所示，在基本的配置102中，控制终端200典型地包括系统存储器206和一个或者多个处理器204。存储器总线208可以用于在处理器204和系统存储器206之间的通信。

取决于期望的配置，处理器204可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信息处理器(DSP)或者它们的任何组合。处理器204可以包括诸如一级高速缓存210和二级高速缓存212之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心214和寄存器216。示例的处理器核心214可以包括运算逻辑单元(ALU)、浮点数单元(FPU)、数字信号处理核心(DSP核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器218可以与处理器204一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器218可以是处理器204的一个内部部分。

取决于期望的配置，系统存储器206可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)或者它们的任何组合。控制终端中的物理内存通常指的是易失性存储器RAM，磁盘中的数据需要加载至物理内存中才能够被处理器204读取。系统存储器206可以包括操作系统220、一个或者多个应用222以及程序数据224。在一些实施方式中，应用222可以布置为在操作系统上由一个或多个处理器204利用程序数据224执行指令。操作系统220例如可以是Linux、Windows等，其包括用于处理基本系统服务以及执行依赖于硬件的任务的程序指令。应用222包括用于实现各种用户期望的功能的程序指令，应用222例如可以是浏览器、即时通讯软件、软件开发工具(例如集成开发环境IDE、编译器等)等，但不限于此。当应用222被安装到控制终端200中时，可以向操作系统220添加驱动模块。

在控制终端200启动运行时，处理器204会从存储器206中读取操作系统220的程序指令并执行。应用222运行在操作系统220之上，利用操作系统220以及底层硬件提供的接口来实现各种用户期望的功能。当用户启动应用222时，应用222会加载至存储器206中，处理器204从存储器206中读取并执行应用222的程序指令。

控制终端200还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备242、外设接口244和通信设备246)到基本配置202经由总线/接口控制器230的通信的接口总线240。示例的输出设备242包括图形处理单元248和音频处理单元250。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个A/V端口252与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口244可以包括串行接口控制器254和并行接口控制器256，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个I/O端口258和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备246可以包括网络控制器260，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口264与一个或者多个其他控制终端262通过网络通信链路的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(RF)、微波、红外(IR)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。

控制终端200还包括与总线/接口控制器230相连的存储接口总线234。存储接口总线234与存储设备232相连，存储设备232适于进行数据存储。示例的存储设备232可以包括可移除存储器236(例如CD、DVD、U盘、可移动硬盘等)和不可移除存储器238(例如硬盘驱动器HDD等)

在根据本发明的控制终端200中，应用222包括用于执行本发明的数据采集方法300的指令，该指令可以指示处理器204执行本发明的数据采集方法300，以对待测设备各测点的振动特征数据进行自动化、定制化的采集。

图3示出了根据本发明一个实施例的数据采集方法300的流程图。方法300在控制终端(例如前述控制终端110、控制终端200等)中执行，用于实现对待测设备各测点的振动特征数据的自动化、定制化的采集。如图3所示，方法300始于步骤S310。

在步骤S310中，获取各测点的结构特征和运行特征。

根据一种实施例，控制终端可以通过相应软件提供的接口，获取用户输入的各测点的结构特征和运行特征。

结构特征例如包括测点的结构类型，结构类型例如包括电机、齿轮、转轴、皮带、联轴器等，其中，齿轮进一步包括平行齿轮和行星齿轮，转轴进一步包括螺杆、叶轮、辊子，转轴的轴承支撑形式包括滚动轴承支撑、滑动轴承支撑、滚动轴承与滑动轴承同时支撑。

运行特征例如包括测点的转速区间，转速区间例如可以划分为：低速、中速、高速。

随后，在步骤S320中，根据结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置，以便采集装置根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值。

根据一种实施例，在步骤S320中，根据预设的转速区间与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数，采集参数包括采样时长和采样间隔等；以及根据预设的结构类型与振动指标的对应关系，确定各测点需采集的振动指标。

根据一种实施例，各测点需采集的振动指标包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标。

转速区间与采集参数的对应关系例如可以参见前述表1，结构类型与振动指标的对应关系例如可以参见前述表2、表3。

在一些实施例中，运行特征还包括工况稳定性，相应地，在步骤S320中，可以根据预设的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数。

随后，在步骤S330中，接收采集装置发来的各测点的振动指标值，以便用户查看。

例如，图4示出了根据本发明一个实施例的双支撑泵设备的测点的示意图。该双支撑泵的电机为滚动轴承支撑，泵为滑动轴承支撑，其运行时的转速为2995RPM。

如图4所示，该双支撑泵设备设置有四个测点，分别位于电机自由端水平(图中1H处)、电机驱动端水平(图中2H处)、泵驱动端水平(图中3H处)、泵自由端水平(图中4H处)。用户在控制终端上指定：

测点1H的结构类型为：电机+滚动轴承，转速区间为：高速；

测点2H的结构类型为：电机+滚动轴承，转速区间为：高速；

测点3H的结构类型为：叶轮+滑动轴承，转速区间为：高速；

测点4H的结构类型为：叶轮+滑动轴承，转速区间为：高速。

随后，控制终端根据表1所示的转速区间与采集参数的对应关系，确定四个测点的采样时长均为L3；采样间隔可以设置为30s。根据表2及表3所示的结构类型与振动指标的对应关系，确定测点1H、2H需采集的振动指标为表2中的通用振动指标和表3中的“滚动轴承”、“电机”对应的振动指标；测点3H、4H需采集的振动指标为表2中的通用振动指标和表3中的“滑动轴承”、“叶轮”对应的振动指标。

随后，控制终端将测点1H～4H的采样参数(采样时长为L3，采样间隔为30s)和需采集的振动指标发送至测点1H～4H的传感器所连接的采集装置。采集装置接收到控制终端发来的各测点的采样参数和需采集的振动指标后，自动重启，并按照指定的采样参数从相应传感器获取振动信号，对振动信号进行分析处理，计算出相应的振动指标值，然后将各测点的振动指标值上传至控制终端。

图5示出了根据本发明一个实施例的数据采集方法500的流程图。方法500在数据采集系统(例如前述数据采集系统100)中执行，用于实现对待测设备各测点的振动特征数据的自动化、定制化的采集。如图5所示，方法500始于步骤S510。

在步骤S510中，控制终端获取各测点的结构特征和运行特征，根据结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置。

步骤S510的具体实施过程可以参考前述数据采集系统100以及步骤S310、S320的相关描述，此处不再赘述。

随后，在步骤S520中，采集装置接收控制终端发来的各测点的采集参数和振动指标，根据采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。

步骤S520的具体实施过程可以参考前述数据采集系统100的相关描述，此处不再赘述。

本发明的数据采集方案可以根据各测点的结构特征和运行特征来自动化、定制化地配置各测点的采集参数和需采集的振动指标，使得本发明的一套数据采集系统能够实现对不同动设备、不同测点的振动数据采集，大大提高了数据采集系统的通用性、灵活性和实用性。

A11、如A8-10中任一项所述的方法，其中，所述运行特征还包括工况稳定性，

所述所述根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标的步骤包括：

根据预设的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数。

A12、一种数据采集方法，在数据采集系统中执行，所述数据采集系统包括控制终端和采集装置，所述方法适于采集待测设备的振动特征数据，所述待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，所述方法包括：

控制终端获取各测点的结构特征和运行特征，根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置；

采集装置接收控制终端发来的各测点的采集参数和振动指标，根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对所述振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。

A13、一种控制终端，包括：

至少一个处理器和存储有程序指令的存储器；

当所述程序指令被所述处理器读取并执行时，使得所述控制终端执行如A7-11中任一项所述的数据采集方法。

A14、一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被控制终端读取并执行时，使得所述控制终端执行如A7-11中任一项所述的数据采集方法。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、U盘、软盘、CD-ROM或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，控制终端一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的数据采集方法。

以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。

在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的优选实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种数据采集系统，适于采集待测设备的振动特征数据，所述待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，所述系统包括：

控制终端，适于获取各测点的结构特征和运行特征，根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，并将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置；

采集装置，与所述控制终端连接，适于接收控制终端发来的各测点的采集参数和振动指标，根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对所述振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值，并将各测点的振动指标值发送至控制终端。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述结构特征包括结构类型，所述运行特征包括转速区间；

所述控制终端适于：

根据预设的转速区间与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数，所述采集参数包括采样时长和采样间隔；以及

根据预设的结构类型与振动指标的对应关系，确定各测点需采集的振动指标。

3.如权利要求2所述的系统，其中，

所述转速区间包括：低速、中速、高速；

所述结构类型包括电机、齿轮、转轴、皮带、联轴器；

所述齿轮包括平行齿轮和行星齿轮；

所述转轴包括螺杆、叶轮、辊子，转轴的轴承支撑形式包括滚动轴承支撑、滑动轴承支撑、滚动轴承与滑动轴承同时支撑。

4.如权利要求2或3所述的系统，其中，各测点需采集的振动指标包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标。

5.如权利要求2-4中任一项所述的系统，其中，所述运行特征还包括工况稳定性，所述控制终端进一步适于：

根据预设的转速区间、工况稳定性与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数。

6.如权利要求5中任一项所述的系统，其中，所述传感器采集到的振动信号为模拟信号，所述采集装置进一步包括：

模数转换器，适于将各测点的传感器所采集到的模拟信号转化为数字信号；

处理器，适于对所述数字信号进行分析处理，以计算出各测点的振动指标值。

7.一种数据采集方法，在控制终端中执行，适于采集待测设备的振动特征数据，所述待测设备包括至少一个测点，每个测点设置有一组传感器，所述方法包括：

获取各测点的结构特征和运行特征；

根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标，将各测点的采集参数和振动指标发送至采集装置，以便所述采集装置根据所述采集参数获取各测点的传感器所采集到的振动信号，对所述振动信号进行分析处理以计算出各测点的振动指标值；以及

接收所述采集装置发来的各测点的振动指标值。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述结构特征包括结构类型，所述运行特征包括转速区间；

所述根据所述结构特征和运行特征，确定各测点的采集参数和需采集的振动指标的步骤包括：

根据预设的转速区间与采集参数的对应关系，确定各测点的采集参数，所述采集参数包括采样时长和采样间隔；以及

根据预设的结构类型与振动指标的对应关系，确定各测点需采集的振动指标。

9.如权利要求8所述的方法，其中，

所述转速区间包括：低速、中速、高速；

所述结构类型包括电机、齿轮、转轴、皮带、联轴器；

所述齿轮包括平行齿轮和行星齿轮；

所述转轴包括螺杆、叶轮、辊子，转轴的轴承支撑形式包括滚动轴承支撑、滑动轴承支撑、滚动轴承与滑动轴承同时支撑。

10.如权利要求8或9所述的方法，其中，各测点需采集的振动指标包括通用振动指标和结构类型特有的振动指标。

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