CN114427904B - 振动检测方法以及振动检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种振动检测方法，包括：获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集，所述激光信号由固定于振动待测对象上的激光发射器发出，所述坐标集由所述预设时间段内每个检测时刻对应的激光信号的光斑坐标组成；根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹；根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率。当待检测的压缩机经过检测工位时，激光发射器发射的激光光斑照射在光敏阵列上；在预设的时间段内，获取所述激光信号的光斑坐标集；根据所述激光信号的坐标拟合所述振动点在所述预设时间段的振动轨迹；根据所述振动轨迹确定所述振动点的振动频率，若振动频率大于预设的振动阈值，则判断该压缩机不合格。

Description

振动检测方法以及振动检测装置

技术领域

本申请涉及振动检测技术领域，尤其涉及振动检测方法以及振动检测装置。

背景技术

在空调外机中，通常设置有压缩机来压缩空气，提高气体压力或输送气体。在压缩机中，由于活塞组存在往复惯性力、旋转惯性力、连杆摆动惯性力以及倾覆力矩，压缩机在工作时产生机械振动。

在日常生活中，当压缩机和外风机两者发生共振时，会产生极大的噪音，影响用户的使用体验。因此，为了防止空调外机的噪音过大，在压缩机出厂之前要进行振动检测，以检验压缩机在运行时的振动幅度以及振动频率是否符合设计与规范的要求。

目前，在压缩机的质检时，需要工作人员在待检测的压缩机上安装测振仪进行压缩机的振动检测。但是在实际的测试过程中，压缩机安装在空调中的安装空间较为狭小，导致测振仪的安装工作耗时较长。

因此，为了提高压缩机的振动检测效率，亟需设计一种体积较小，且易于安装的振动检测装置。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本申请第一方面提供一种振动检测方法，包括以下步骤：

获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集，所述激光信号由固定于振动待测对象上的激光发射器发出，所述坐标集由所述预设时间段内每个检测时刻对应的激光信号的光斑坐标组成；

根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹；

根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率。

在一种实施方式中，所述获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集之前，包括：

根据所述激光信号确定当前时刻的所述激光信号的坐标。

在一种实施方式中，所述根据所述激光信号确定当前时刻的所述激光信号的坐标，包括：

所述获取预设时间段的激光信号的装置为光敏阵列；

获取当前时刻的所述光敏阵列输出的电压信息；

根据所述电压信息确定所述光敏阵列中电压最大的阵列点；

以所述电压最大的阵列点的坐标作为当前时刻的所述光斑坐标。

在一种实施方式中，根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹，包括：

获取所述预设时间段的所述振动点的y轴坐标；

根据所述预设时间段的所述振动点的y轴坐标确定y轴振动轨迹。

在一种实施方式中，根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹，还包括：

获取所述预设时间段的所述振动点的x轴坐标；

根据所述预设时间段的所述振动点的x轴坐标确定x轴振动轨迹。

在一种实施方式中，根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率，包括：

根据y轴振动轨迹和振动频率计算公式确定y轴振动频率；

根据x轴振动轨迹和所述振动频率计算公式确定x轴振动频率；

所述振动频率计算公式为f＝N/(t₂-t₁)，其中，f为所述振动频率；N为所述振动轨迹的波峰数，t₁为第一个波峰对应的时间；t₂为第二个波峰对应的时间。

在一种实施方式中，根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率，包括：

实时监测所述光敏阵列输出的电压信息；

在预设停机时间段内，若所述电压信息的电压最大值小于等于预设阈值则停止检测。

本申请第二方面提供一种振动检测装置，包括：光敏阵列1、激光发射器2以及处理器3；

所述光敏阵列1用于接收所述激光发射器2的激光信号；

所述激光发射器2用于反射所述激光信号；

所述处理器3用于执行本申请第一方面提供的任一项所述的振动检测方法。

在一种实施方式中，所述激光发射器2固定于压缩机的侧壁上；

所述光敏阵列1沿所述激光发射器的激光发射方向设置，且所述激光发射器2的激光照射在所述光敏阵列上；所述光敏阵列1包括有A×B行列的阵列点；所述A和所述B均为大于0的整数。

在一种实施方式中，还包括光电固定支架4：

所述光敏阵列架设于所述光电固定支架，所述光电固定支架用于所述光敏阵列的防抖。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本申请实施例中，光电传感器设置在检测工位上，当待检测的压缩机经过检测工位时，激光发射器发射的激光照射在光敏阵列上；上位系统获取当前时刻的光敏阵列接收的激光信号的光斑坐标；在预设的时间段内，获取所述激光信号的光斑坐标集；根据所述激光信号的坐标拟合所述振动点在所述预设时间段的振动轨迹；根据所述振动轨迹确定所述振动点的振动频率，若振动频率大于预设的振动阈值，则判断该压缩机不合格。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是实施例一提供的一种振动检测方法；

图2是实施例二提供的一种振动检测方法；

图3是实施例二提供的另一种振动检测方法；

图4是本申请实施例提供的一种振动检测装置的逻辑结构图；

图5是本申请实施例提供的一种振动检测装置的安装示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

振动现象在工程应用中非常常见，许多机械设备在运行过程中往往伴随着机械振动，而当机械振动过于剧烈时，将会影响机械设备的正常工作，同时产生大量噪音。

为了能够研究机械设备的振动规律以及振动原因，本申请实施例提供一种振动检测方法。

图1是本申请实施例提供的一种振动检测方法。

如图1所示，包括以下步骤：

10、根据所述激光信号确定当前时刻的所述激光信号的坐标；

在实际应用中，在检测机械设备的振动时，以机械设备上的振动位置作为振动待测对象进行振动检测。在振动检测前，需要在振动待测对象上安装固定激光发射器。

具体的，激光发射器的激光照射在传感器上。

当机械设备发射振动时，带动激光发射器发生抖动，激光的发射方向也因此发生改变。具体表现为，激光照射在传感器上的光斑坐标位置随着机械设备的振动不断改变。

需要说明的是，该传感器为光电传感器或者图像传感器，在本申请实施例中不构成限定。

20、获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集；

在本申请实施例中，激光发射器照射在传感器上存在光斑。传感器实时检测光斑的位置。在开始振动检测时，传感器在预设时间段内每隔0.1秒则检测一次光斑的坐标。

进一步的，所述光斑坐标集由所述预设时间段内每个检测时刻对应的激光信号的光斑坐标组成。

具体的，所述光斑坐标为该光斑在光电传感器上的位置坐标，或者图像传感器获取的图像上的坐标。

30、根据所述激光信号的光斑坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹；

在每次检测过程中，将所述预设时间段内的多个光斑坐标拟合振动轨迹，该振动轨迹能够准确反映该振动待测对象的在该次检测时的振动过程。

具体的，所述振动轨迹为振动函数。

在本申请实施例中，传感器将获取的激光信号的坐标集发送到处理器。处理器将激光信号的坐标集进行拟合计算得到该振动待测对象的振动函数。

40、根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率。

具体的，所述振动轨迹为简谐运动方程。

在本申请实施例中，处理器通过该振动函数的简谐运动方程计算得到该振动待测对象的振动频率、振动幅度以及振动周期。本申请实施例通过激光发射器安装于机械设备的表面，由机械设备带动激光发射器的光斑振动，通过传感器实时检测光斑坐标。在检测过程中，对预设时间段内的光斑坐标集进行拟合得到该光斑的振动轨迹，进行确定该机械设备的振动频率。

实施例二

为了具体说明实施例一中所述的振动检测方法的应用场景，本申请实施例提供了其中一种振动检测方法的具体实施场景以及具体实施反感。

目前，在压缩机的质检时，需要工作人员在待检测的压缩机上安装测振仪进行压缩机的振动检测。但是在实际的测试过程中，测振仪的检测端需要人工安装在压缩机外壁上，检测端通过连接线连接测振装置，而由于压缩机在空调外机中的安装空间较为狭小，往往需要耗费较长时间进行检测端的安装以及避免连接线缠绕到空调外机中的其他设备，整个检测过程繁琐且耗时长。

因此，为了提高压缩机的振动检测效率，本申请实施例提供一种振动检测方法。

如图2所示，包括以下步骤：

在实际生产中，在压缩机安装到空调外机后，空调外机运送到达压缩机的振动检测工位。在进行压缩机的振动检测之前，工作人员将激光发射器固定在压缩机的外壁上。

在检测工位上设置有用于检测激光信号的传感器。当压缩机到达检测工位时，激光发射器发射的激光照射在传感器的感应区域。

在进行振动检测时，压缩机通电开始运转，压缩机开始发生振动，带动激光发射器在压缩机的外壁上振动。因此，位于感应区域的光斑不断地发生位移，传感器在进行振动检测时每隔一个时刻便检测一次光斑的坐标。

100、根据所述激光信号确定当前时刻的所述激光信号的光斑坐标；

优选的，激光照射的传感器为光电传感器。

在本申请实施例中，光电传感器设置有光敏阵列，所述光敏阵列为光电传感器的感光面。进一步的，所述光敏阵列上设置有以A×B行列布置的感光阵列点。当激光照射在感光阵列点上时，感光阵列点在光电效应的作用下产生感应电压。

因此，在压缩机运行发生振动时，为确定激光信号的坐标，处理器执行如图3所示的以下步骤：

101、获取当前时刻的所述光敏阵列输出的电压信息；

在预设的时间段内，处理器每隔0.1秒便获取一次光敏阵列发送的电压信息。

102、根据所述电压信息确定所述光敏阵列中电压最大的阵列点；

在本申请实施例中，处理器接收到电压信息后，根据电压信息确定阵列点的序号。

具体的，阵列点的序号与阵列点在光敏阵列中的坐标信息关联。

103、以所述电压最大的阵列点的坐标作为当前时刻的所述光斑坐标。

在本申请实施例中，当处理器在其中一个检测时刻确定当前时刻的所述激光信号的坐标时，以当前时刻的光敏阵列中，感应电压最大的阵列点的坐标作为所述光斑坐标。

200、获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集；

进一步的，光斑坐标集由所述预设时间段内每个检测时刻对应的激光信号的光斑坐标组成。

在本申请实施例中，当压缩机进入检测工位时，压缩机通电运行并发生振动，同时激光发射器所发射的激光信号照射在光敏阵列上。在预设的时间段内，即检测时长内，激光信号的光斑在光敏阵列上因为激光发射器的振动而不断位移。激光信号的光斑所在的光敏阵列上的阵列点产生感应电压。因此，在预设时间段内，每个0.1秒便检测一次激光信号的光斑位置，即在检测的时刻光敏阵列上电压最大的阵列点的位置。

因此，在连续的预设时间段内，便可获得激光信号的光斑坐标集。

300、根据所述激光信号的光斑坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹；

在每台压缩机的振动检测中，将激光信号的光斑坐标集分为x轴坐标集以及y轴坐标集。

进一步地，获取所述预设时间段的所述振动点的y轴坐标；根据所述预设时间段的所述振动点的y轴坐标确定y轴振动轨迹。y轴振动轨迹表示压缩机在纵向的振动轨迹。

进一步地，获取所述预设时间段的所述振动点的x轴坐标；根据所述预设时间段的所述振动点的x轴坐标确定x轴振动轨迹。x轴振动轨迹表示压缩机在横向的振动轨迹。

400、根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率；

在本申请实施例中，为计算压缩机的纵向振动的振动频率，根据所述y轴振动轨迹和振动频率计算公式确定纵向振动频率；

具体的，所述振动频率计算公式为f＝N/(t₂-t₁)，其中，f为所述振动频率；N为所述振动轨迹的波峰数，t₁为第一个波峰对应的时间；t₂为第二个波峰对应的时间。

在本申请实施例中，压缩机在纵向的振动轨迹为持续的在预设时间段内的脉冲信号，包括有多个波峰和波谷，处理器计算该预设时间段内的波峰数，以波峰数除以第一个波峰持续到第二个波峰的时间，得到纵向振动频率。

根据所述x轴振动轨迹和所述振动频率计算公式确定x轴振动频率；

在本申请实施例中，为计算压缩机的横向振动的振动频率，根据所述x轴振动轨迹和振动频率计算公式确定横向振动频率；

具体的，所述振动频率计算公式为f＝N/(t₂-t₁)，其中，f为所述振动频率；N为所述振动轨迹的波峰数，t₁为第一个波峰对应的时间；t₂为第二个波峰对应的时间。

在本申请实施例中，压缩机在横向的振动轨迹为持续的在预设时间段内的脉冲信号，包括有多个波峰和波谷，处理器计算该预设时间段内的波峰数，以波峰数除以第一个波峰持续到第二个波峰的时间，得到横向振动频率。

500、在预设停机时间段内，若所述电压信息的电压最大值小于等于预设阈值则停止检测。

具体的，所述预设阈值为0；预设停机时间段为30秒。

在本申请实施例中，当处理器在30秒内所接收到的电压信息中国的电压最大值都小于等于0，则停止检测并执行步骤600。

600、判断所述横向振动频率或者所述纵向振动频率是否大于振动阈值。

进一步的，若是，则向上位系统发送压缩机不合格信息；若否，则向上位系统发送压缩机合格信息。

在本申请实施例中，光敏阵列设置在检测工位上，当待检测的压缩机经过检测工位时，激光发射器发射的激光照射在光敏阵列上；上位系统获取当前时刻的光敏阵列接收的激光信号的光斑坐标；在预设的时间段内，获取所述激光信号的光斑坐标集；根据所述激光信号的坐标拟合所述振动点在所述预设时间段的振动轨迹；根据所述振动轨迹确定所述振动点的振动频率，若振动频率大于预设的振动阈值，则判断该压缩机不合格。

实施例三

为了执行实施例或者实施例二中的一种振动检测方法，本申请实施例还提供了一种振动检测装置。

图4是本申请实施例提供的一种振动检测装置的逻辑结构图。

如图4所示，包括：光敏阵列1、激光发射器2以及处理器3；

所述光敏阵列1用于接收所述激光发射器2的激光信号；

所述激光发射器2用于发射所述激光信号；

所述处理器3用于执行实施例一或者实施例二任一项所述的振动检测方法。

具体的，所述光感阵列包括有A×B行列的阵列点；所述A和所述B均为大于0的整数。

优选的，所述光感阵列1中的阵列点标记有序号，每个阵列点序号与该阵列点的坐标信息关联。

图5是本申请实施例提供的一种振动检测装置的安装示意图。

如图5所示，在本申请实施例中，在压缩机进行振动检测前，工作人员将所述激光发射器2固定于压缩机的侧壁上。

在检测工位上，所述光感阵列1沿所述激光发射器2的激光发射方向设置，且所述激光发射器2的激光照射在光感阵列上；所述光感阵列1的感光平面与激光方向垂直。

进一步的，为了防止压缩机沿振动测试装置的放置地面将振动传导到振动测试装置的光敏阵列1中，导致光斑坐标不准确。

所述光敏阵列1架设于所述光电固定支架4，所述光电固定支架4用于所述光敏阵列1的防抖。

在本申请实施例中，光敏阵列设置在检测工位上，当待检测的压缩机经过检测工位时，激光发射器发射的激光照射在光敏阵列上；振动检测装置获取当前时刻的光敏阵列接收的激光信号的光斑坐标；在预设的时间段内，获取所述激光信号的光斑坐标集；根据所述激光信号的坐标拟合所述振动点在所述预设时间段的振动轨迹；根据所述振动轨迹确定所述振动点的振动频率，若振动频率大于预设的振动阈值，则振动检测装置判断该压缩机不合格。

关于上述实施例中的装置，其中各个器执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和器并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的器可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

此外，根据本申请的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本申请的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。

或者，本申请还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质(或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质)，其上存储有可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)，当所述可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)被电子设备(或电子设备、服务器等)的处理器执行时，使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的申请所描述的各种示例性逻辑块、器、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个器、程序段或代码的一部分，所述器、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例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。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种振动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集，所述激光信号由固定于振动待测对象上的激光发射器发出，所述坐标集由所述预设时间段内每个检测时刻对应的激光信号的光斑坐标组成；

根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹；

根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率。

2.根据权利要求1所述的一种振动检测方法，其特征在于，

所述获取预设时间段内的激光信号的光斑坐标集之前，包括：

根据所述激光信号确定当前时刻的所述激光信号的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种振动检测方法，其特征在于，

所述根据所述激光信号确定当前时刻的所述激光信号的坐标，包括：

所述获取预设时间段的激光信号的装置为光敏阵列；

获取当前时刻的所述光敏阵列输出的电压信息；

根据所述电压信息确定所述光敏阵列中电压最大的阵列点；

以所述电压最大的阵列点的坐标作为当前时刻的所述光斑坐标。

4.根据权利要求1所述的一种振动检测方法，其特征在于，

所述根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹，包括：

获取所述预设时间段的所述振动点的y轴坐标；

根据所述预设时间段的所述振动点的y轴坐标确定y轴振动轨迹。

5.根据权利要求3所述的一种振动检测方法，其特征在于，

所述根据所述激光信号的坐标集拟合所述振动待测对象在所述预设时间段的振动轨迹，还包括：

获取所述预设时间段的所述振动点的x轴坐标；

根据所述预设时间段的所述振动点的x轴坐标确定x轴振动轨迹。

6.根据权利要求4所述的一种振动检测方法，其特征在于，

所述根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率，包括：

根据y轴振动轨迹和振动频率计算公式确定y轴振动频率；

根据x轴振动轨迹和所述振动频率计算公式确定x轴振动频率；

所述振动频率计算公式为f＝N/(t₂-t₁)，其中，f为所述振动频率；N为所述振动轨迹的波峰数，t₁为第一个波峰对应的时间；t₂为第二个波峰对应的时间。

7.根据权利要求3所述的一种振动检测方法，其特征在于，

所述根据所述振动轨迹确定所述振动待测对象的振动频率之后，包括：

实时监测所述光敏阵列输出的电压信息；

在预设停机时间段内，若所述电压信息的电压最大值小于等于预设阈值则停止检测。

8.一种振动检测装置，其特征在于，包括：光敏阵列、激光发射器以及处理器；

所述光敏阵列用于接收所述激光发射器的激光信号；

所述激光发射器用于反射所述激光信号；

所述处理器用于执行权利要求1至7任一项所述的振动检测方法。

9.根据权利要求8所述的一种振动检测装置，其特征在于，

所述激光发射器固定于压缩机的侧壁上；

所述光敏阵列沿所述激光发射器的激光发射方向设置，且所述激光发射器的激光照射在所述光敏阵列上；

所述光敏阵列包括有A×B行列的阵列点；所述A和所述B均为大于0的整数。

10.根据权利要求8所述的一种振动检测装置，其特征在于，还包括光电固定支架：

所述光敏阵列架设于所述光电固定支架，所述光电固定支架用于所述光敏阵列的防抖。

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