CN114993649A - 一种信号处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号处理装置，包括：传感器，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；二次谐振处理模块，用于通过谐振器对输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过谐振器放大预设频率段的故障信号；谐振器的谐振频率小于传感器的谐振频率。通过二次谐振处理模块对经过传感器谐振的信号进行再次谐振、放大后进行输出，达到故障信号增强的目的。对信号实现双谐振，可以有效提取微弱机械故障信息，从而实现对故障信号增强并分离。本发明还提供了一种信号处理方法，同样具有上述有益效果。

Description

一种信号处理装置及方法

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种信号处理装置以及一种信号处理方法。

背景技术

信号分离与增强一直是信号处理中的最关键环节之一，常用的方法也较多，如：滤波、混沌振子、小波分析、随机共振，但现有的方法信号增强能力都有限，特别是当故障信号成分十分微弱时，即信噪比很低时，增强能力都有限。

目前在故障诊断领域，信号增强一般采用滤波的方法，即保留关心的频率成分内的信号，而对其他频率成分进行滤除，滤波可以是模拟滤波，也可以是数字滤波。此外，现有的信号增强方法大部分是对采集得到的数字信号进行再增强。但在机械故障诊断领域，经常会遇到如何有效提取故障微弱信号的情形，主要原因如下：

1)故障信号本身很微弱，如早期故障阶段，机械运转过程中，这些早期故障还足以严重影响机械运转，此时采用相应振动数据中对应的振动成分微弱。

2)信号传递路径长、传递过程中信号衰减大，这是由于振动传感器的测点需要选择在可以安装的合适位置，尽管在实际中都会尽量选择距离监测部件最近的位置，但由于结构因素，最终的测点都会距离监测部件有一定的距离，此时，当部件产生故障后，对应的异常振动信号被传感器采集到就需要经过一段路径，尤其这段路径中还存在筋板或薄壁结构时，其传递衰减较大。

3)常规振动、背景噪声振动大，导致故障信号淹没在噪声信号中，难以区分和分离。

因此，针对微弱信号的增强，利用常规的信号增强方法的提升效果十分有限，甚至不能达到任何增强的作用。现有信号增强技术还有一个缺陷，在故障诊断时，特别是旋转机械故障诊断，故障的频率，即故障周期出现频率一般较低，通常在几Hz到几百Hz范围内，容易与常规的正常信号频率区间重合，如与旋转机械转轴本身的转频、及其转速高阶等，这样又增加了后续信号分离与增强的难度。所以如何提供一种对故障信号增强并分离的技术方案是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种信号处理装置，可以对故障信号增强并分离；本发明还提供了一种信号处理方法，可以对故障信号增强并分离。

为解决上述技术问题，本发明提供一种信号处理装置，包括：

传感器，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；

二次谐振处理模块，用于通过谐振器对所述输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过所述谐振器放大预设频率段的故障信号；所述谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率。

可选的，所述二次谐振处理模块包括：

电子谐振器，用于对所述输出信号进行谐振得到模拟的二次谐振信号；

模数转换单元，用于将模拟的所述二次谐振信号等效为数字信号输出。

可选的，所述二次谐振处理模块还包括连接于所述电子谐振器与所述模数转换单元之间的抗混滤波器；所述模数转换单元具体用于：

根据转速脉冲信号对经过所述抗混滤波器处理的二次谐振信号进行转速跟踪采样；所述抗混滤波器的频率小于所述模数转换单元的跟踪采样频率的一半。

可选的，所述电子谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率，所述电子谐振器的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值，所述电子谐振器的通带波动不大于1dB，所述电子谐振器的带外衰减大于30dB/oct，所述电子谐振器的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。

可选的，所述二次谐振处理模块包括：

模数转换单元，用于将所述输出信号转换为数字输出信号；

数字谐振器，用于对所述数字输出信号进行谐振得到二次谐振信号输出。

可选的，所述模数转换单元的采样频率大于所述传感器谐振频率的2倍，所述数字谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率，所述数字谐振器的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值，所述数字谐振器的通带波动不大于1dB，所述数字谐振器的带外衰减大于30dB/oct，所述数字谐振器的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。

可选的，还包括：

解调模块，用于将所述二次谐振信号从高频信号转换为低频信号。

可选的，还包括：

滤波器，用于对所述输出信号进行滤波，得到并输出滤波信号。

可选的，还包括：

第一转速跟踪模块，用于利用转速信号对所述二次谐振信号进行转速跟踪采样；

第二转速跟踪模块，用于利用转速信号对所述滤波信号进行转速跟踪采样。

本发明还提供了一种信号处理方法，包括：

获取传感器的输出信号；所述输出信号为所述传感器对原始信号谐振后的信号；

通过谐振器对所述输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过所述谐振器放大预设频率段的故障信号；所述谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率。

本发明所提供的一种信号处理装置，包括：传感器，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；二次谐振处理模块，用于通过谐振器对输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过谐振器放大预设频率段的故障信号；谐振器的谐振频率小于传感器的谐振频率。通过二次谐振处理模块对经过传感器谐振的信号进行再次谐振、放大后进行输出，达到故障信号增强的目的。对信号实现双谐振，可以有效提取微弱机械故障信息，从而实现对故障信号增强并分离。

本发明还提供了一种信号处理方法，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种信号处理装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的第一种具体的信号处理装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的第二种具体的信号处理装置的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的第三种具体的信号处理装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的第四种具体的信号处理装置的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的第五种具体的信号处理装置的结构示意图；

图7为合成信号示意图；

图8为现有FFT分析结果图；

图9为本发明实施例所提供的一种信号处理装置输出的二次谐振信号图；

图10为对图9解调后的结果图；

图11为对图10进行FFT分析后的结果图；

图12为本发明实施例所提供的一种信号处理方法的流程图。

图中：1.传感器、2.二次谐振处理模块、20.模数转换单元、21.电子谐振器、22.数字谐振器、3.解调模块、4.滤波器、51.第一转速跟踪模块、52.第二转速跟踪模块。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种信号处理装置。在现有技术中，针对微弱信号的增强，利用常规的信号增强方法的提升效果十分有限，甚至不能达到任何增强的作用。现有信号增强技术还有一个缺陷，在故障诊断时，特别是旋转机械故障诊断，故障的频率，即故障周期出现频率一般较低，通常在几Hz到几百Hz范围内，容易与常规的正常信号频率区间重合，如与旋转机械转轴本身的转频、及其转速高阶等，这样又增加了后续信号分离与增强的难度。

而本发明所提供的一种信号处理装置，包括：传感器，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；二次谐振处理模块，用于通过谐振器对输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过谐振器放大预设频率段的故障信号；谐振器的谐振频率小于传感器的谐振频率。通过二次谐振处理模块对经过传感器谐振的信号进行再次谐振、放大后进行输出，达到故障信号增强的目的。对信号实现双谐振，可以有效提取微弱机械故障信息，从而实现对故障信号增强并分离。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做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。

请参考图1至图6，图1为本发明实施例所提供的一种信号处理装置的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的第一种具体的信号处理装置的结构示意图；图3为本发明实施例所提供的第二种具体的信号处理装置的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的第三种具体的信号处理装置的结构示意图；图5为本发明实施例所提供的第四种具体的信号处理装置的结构示意图；图6为本发明实施例所提供的第五种具体的信号处理装置的结构示意图。

参见图1，在本发明实施例中，信号处理装置，包括：传感器1，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；二次谐振处理模块2，用于通过谐振器对所述输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过所述谐振器放大预设频率段的故障信号；所述谐振器的谐振频率小于所述传感器1的谐振频率。

传感器1是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。任何机械系统都可等效为一个二阶系统，传感器1也一样，传感器1的谐振频率是指传感器1的频响函数中输出幅值最大的频率点，当传感器1输入频率为谐振频率时，其对应的输出幅值达到最大。

在本发明实施例中，传感器1一般安装在远离被监测部件的机械表面，一个传感器1一般会同时监测多个部件。当被监测的部件运转时，特别是被监测的部件发生故障时，就会产生异常的振动信号，这些振动信号通常需要通过一定的传递路径才能被传感器1敏感并接收。需要说明的是，传感器1敏感到的振动信号实质是经过了传感器1谐振的信号，即传感器1输出的信号具体为经过传感器1进行一次谐振后所生成的信号。有关上述传感器1的具体类型需要根据实际需求自行确定，在此不做具体限定。

上述二次谐振处理模块2用于对上述传感器1生成的输出信号在此进行谐振，即进行二次谐振，以继续放大故障信号。在本发明实施例中，上述二次谐振处理模块2包括有谐振器，谐振器是能够对某特定频率段的信号进行放大的滤波器，其可以是模拟电路，也可以是数字电路。谐振器的中心频率也可称为谐振频率，是指滤波器通频带中心的频率值，而谐振器的品质因子Q为谐振频率与该谐振器带宽的比值。

上述谐振器的谐振频率需要小于传感器1的谐振频率，在本发明实施例中的振动采集一般是只采集传感器1的谐振频率以下的频率成分，这主要是由于谐振频率以下的频段属于传感器1线性频段范围，易于信号标校。将谐振器的谐振频率设置为小于传感器1的谐振频率时，可以保证准确的实现信号增强效果。

参见图2，具体的，在本发明实施例中，所述二次谐振处理模块2包括：电子谐振器21，用于对所述输出信号进行谐振得到模拟的二次谐振信号；模数转换单元20，用于将模拟的所述二次谐振信号等效为数字信号输出。即在本发明实施例中具体选用电子谐振器21作为二次谐振处理模块2中的谐振器。具体的，上述传感器1首先会敏感获取到原始振动信号，经过自身一次谐振后生成输出信号。该传感器1输出信号一般为电流信号或电压信号，属于模拟信号。之后，传感器1会将该输出信号传送至电子谐振器21，该电子谐振器21通常为电子谐振电路，可以对模拟信号进行谐振。通过电子谐振器21对输出信号进行再次谐振，得到属于模拟信号的二次谐振信号，从而可以实现原始振动信号中故障成分信号的增强和分离。最后，会将该二次谐振信号传输至模数转换单元20，该模数转换单元20通常为模数转换电路，通过模数转换单元20将二次谐振信号等效为数字信号输出，以便后续对该数字信号进行应用。通常情况下，为了保证二次谐振信号具有较高的品质，上述电子谐振器21的品质因子通常在3至20之间，包括端点值。

进一步的，在本发明实施例中，所述模数转换单元20可以实现转速跟踪采样，此时所述二次谐振处理模块2还包括连接于所述电子谐振器21与所述模数转换单元20之间的抗混滤波器；所述模数转换单元20具体用于：根据转速脉冲信号对经过所述抗混滤波器处理的二次谐振信号进行转速跟踪采样；所述抗混滤波器的频率小于所述模数转换单元的跟踪采样频率的一半。

。即在AD采样环节，具体可以使用转速脉冲信号控制AD采集，进行转速跟踪采样。即上述传感器1具体是对旋转机械进行检测，具体获取的是旋转机械所产生的振动信号，而上述转速脉冲信号具体为旋转机械在转动时产生的信号，该转速脉冲信号可以反映出旋转机械的转动速度。而在本发明实施例中，可以通过转速脉冲信号对模数转换电路进行采样的控制，从而实现转速跟踪采样。通常情况下，模数转换单元20的跟踪采样频率需要大于等于200倍的旋转机械的转速频率进行采样，即相当于旋转机械每旋转一圈，等角度采集至少200个数据点，即最多旋转360/200度采样一个数据点。

相应的，在电子谐振器21与实现转速跟踪采样的AD转换电路之间，需要设置跟踪抗混滤波器，该跟踪抗混滤波器的频率通常需要小于上述跟踪采样频率的一半，以避免出现信号混叠现象。在本发明实施例中，所述电子谐振器21的谐振频率小于所述传感器1的谐振频率，所述电子谐振器21的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值，所述电子谐振器21的通带波动不大于1dB，所述电子谐振器21的带外衰减大于30dB/oct，所述电子谐振器21的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。通过上述设置，可以保证电子谐振器21具有较高的品质因子，保证最终提取出故障信号的准确性。在本发明实施例中，上述电子谐振器21的品质因子优选大于5。

参见图3，具体的，在本发明实施例中，所述二次谐振处理模块2包括：模数转换单元20，用于将所述输出信号转换为数字输出信号；数字谐振器22，用于对所述数字输出信号进行谐振得到二次谐振信号输出。即在本发明实施例中具体选用数字谐振器22作为二次谐振处理模块2中的谐振器。具体的，首先传感器1敏感获取原始振动信号，获得传感器1输出信号，该输出信号一般为电流信号或电压信号，其属于模拟信号。之后，传感器1会将该输出信号传送至模数转换单元20，通过模数转换单元20直接将输出信号转化为数字信号，从而产生为数字信号的输出信号。之后，会将该转换为数字信号的输出信号传输至数字谐振器22，该数字谐振器22可以对数字信号进行谐振。通过数字谐振器22对输出信号进行再次谐振，可以得到属于数字信号的二次谐振信号进行输出，从而可以实现原始振动信号中故障成分信号的增强和分离。通常情况下，上述模数转换单元20的采样频率需要大于传感器1谐振频率的2倍，以保证可以完整的采集到包括故障信号的数据。相应的，上述数字谐振器22的谐振频率通常需要小于传感器1的谐振频率，所述数字谐振器22的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值，所述数字谐振器22的通带波动不大于1dB，所述数字谐振器22的带外衰减大于30dB/oct，该数字谐振器22的品质因子的取值范围通常为3至20，包括端点值。通过上述设置，可以保证数字谐振器22具有较高的品质因子，保证最终提取出故障信号的准确性。在本发明实施例中，上述数字谐振器22的品质因子优选大于5。

参见图4，具体的，在本发明实施例中，还可以包括：解调模块3，用于将所述二次谐振信号从高频信号转换为低频信号。上述解调模块3通常设置于二次谐振处理模块2的后端，即经由二次谐振处理模块2所产生的二次谐振信号会输出至解调模块3进行解调。该解调模块3通常可以为通过模拟的方式进行解调，也可以是通过数字的方式进行解调均可，视具体情况而定，在此不做具体限定。该解调模块3具体的解调过程可以是绝对值检波，也可以是希尔伯特变换，视具体情况而定，在此不做具体限定。该解调模块3可以将原本经过二次谐振后的二次谐振信号，从高频转换到了低频，便于后续时域波形分析和相应的频谱分析，即解调的作用是为了更好地进行后续分析。

参见图5，具体的，在本发明实施例中，还可以包括：滤波器4，用于对所述输出信号进行滤波，得到并输出滤波信号。即在本发明实施例中，经过传感器1谐振的信号，即在本发明实施例中可以具体具有两个传输通道，传感器1生成的输出信号会分为两路传输，其中一路经过上述二次谐振处理模块2进行二次谐振，另一路经过滤波器4进行滤波，得到滤波信号。该滤波器4通常为低通滤波器，也可以为带通滤波器，得到最终滤波信号。此时，经过二次谐振处理模块2生成的二次谐振信号主要用于机械故障诊断分析，尤其是对于轴承、齿轮故障进行故障诊断分析；而上述滤波信号主要用于常规振动分析，尤其是对于轴不平衡、不对中等进行振动分析。

参见图6，具体的，在本发明实施例中，还可以包括：第一转速跟踪模块51，用于利用转速信号对所述二次谐振信号进行转速跟踪采样；第二转速跟踪模块52，用于利用转速信号对所述滤波信号进行转速跟踪采样。即在上述图5所示的信号处理装置中，可以进一步设置两个转速跟踪模块，在每一传输通道的末端设置一转速跟踪模块。其中，在第二谐振模块的后端设置第一转速跟踪模块51，该第一转速跟踪模块51用于利用转速信号对所述二次谐振信号进行转速跟踪采样；在滤波器4的后端设置第二转速跟踪模块52，该第二转速跟踪模块52用于利用转速信号对所述滤波信号进行转速跟踪采样。

上述转速信号即被监测的旋转机械在转动时产生的信号，该转速信号可以反映出旋转机械的转动速度。而在本发明实施例中，利用转速信号，进行转速跟踪重采样，可以将原来固定时间间隔的采样方式，转换为被监测部件，每旋转一圈，等角度采样，便于变转速或转速波动下的旋转机械故障诊断。有关转速跟踪重采样的具体内容可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定。通常情况下，在进行转速跟踪时的跟踪采样频率不低于100倍的旋转机械的转速频率，即被监测部件每旋转一圈，等角度最少采集100个数据点。

本发明实施例所提供的一种信号处理装置，包括：传感器1，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；二次谐振处理模块2，用于通过谐振器对输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过谐振器放大预设频率段的故障信号；谐振器的谐振频率小于传感器1的谐振频率。通过二次谐振处理模块2对经过传感器1谐振的信号进行再次谐振、放大后进行输出，达到故障信号增强的目的。对信号实现双谐振，可以有效提取微弱机械故障信息，从而实现对故障信号增强并分离。

以下将结合实际用例说明本发明的具体流程和实现效果。请参考图7至图11，图7为合成信号示意图；图8为现有FFT分析结果图；

图9为本发明实施例所提供的一种信号处理装置输出的二次谐振信号图；图10为对图9解调后的结果图；图11为对图10进行FFT分析后的结果图。

参见图7，图7所表示信号为一合成信号，该合成信号中包括四种信号，其中用3个正弦振动信号模拟机械设备正常运转所含有的振动成分，例如各类转频成分，其频率分别是2000Hz、1800Hz和500Hz；还使用一个冲击信号，相当于模拟某个部件产生故障后的振动信号，如轴承外环等，其频率为100Hz。当轴承外环上存在某个故障点，如剥离坑后，每个滚动体通过都会产生一个尖锐的冲击信号，在实际情况下，这个信号的幅值可能会比常规振动低得多，但为了便于表达和波形显示，在本发明实施例中各个信号的幅值均设置为1。

在图7中，VF1是3个正弦振动信号和1个故障信号的叠加，也就是相当于传感器1获取到的信号，也即传感器1谐振后信号。在现有技术中，通常是对上述VF1信号进行AD采样、存储、分析，但这个信号中故障信号成分被三个常规振动掩盖，一般难以提取到故障信号，例如在故障信号对应的时刻，VF1中无法区分存在故障冲击信号。再如常规的FFT分析，其分析结果如图8所示，该图8中指出了100Hz故障冲击的1阶谱位置、100Hz故障冲击的高阶谱位置、500Hz振动位置、1800Hz振动位置、2000Hz振动位置。

FFT指快速傅里叶变换，是傅里叶变换的一种快速算法，主要作用是将时间域的信号转换为频率域，即可以实现分析当前信号中有哪些频率成分。参见图8可以看出，通过常规的FFT分析，频谱图中只有常规振动的频率成分，分别是500Hz、1800Hz、2000Hz，而故障信号100Hz处基本没有突出的成分，这主要是因为故障信号属于冲击，其能量分布在整个频率上，主要是100Hz及其所有高阶处。但在实际AD采样过程中，通常是会增加一个低通滤波器，这主要是为了只采集传感器1频响线性段范围内的信号，这样，常规的方法是没有采集到传感器1谐振信号频率以内的信号的。

而通过上述本发明实施例所提供的一种信号处理装置对VF1信号进行处理，所得到的二次谐振信号如图9所示，其中VF2信号即经过上述二次谐振后最终输出的信号。这时可以清晰看到，原有设定的故障振动信号，即100Hz的冲击信号，在其相应时刻出现了清晰的一簇波形，相比于隐藏于VF1中的故障表现，此时故障信号得到明显的增强。若再增加一解调模块3，具体可以基于共振解调模式对二次谐振后的信号进行解调处理，解调后效果如图10所示。这样，再利用一些常规手段，就可以较容易地实现故障诊断了，如采用常规的FFT分析，其分析结果如图11所示，该图11的横坐标为频率(Hz)，从图11中可以直接看到清晰的故障频率成分100Hz的冲击信号及其倍频。

下面对本发明实施例提供的一种信号处理方法进行介绍，下文描述的信号处理方法与上文描述的信号处理装置可相互对应参照。

请参考图12，图12为本发明实施例所提供的一种信号处理方法的流程图。

参见图12，在本发明实施例中，一种信号处理方法包括：

S101：获取传感器的输出信号。

在本发明实施例中，所述输出信号为所述传感器1对原始信号谐振后的信号。

S102：通过谐振器对输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过谐振器放大预设频率段的故障信号。

在本发明实施例中，所述谐振器的谐振频率小于所述传感器1的谐振频率。

上述S101以及S102的具体内容已在上述发明实施例中做详细介绍，在此不再进行赘述。

作为优选的，在本发明实施例中，S102具体包括：

对所述输出信号进行谐振得到模拟的二次谐振信号。

将模拟的所述二次谐振信号等效为数字信号输出。

作为优选的，在本发明实施例中，所述二次谐振处理模块还包括连接于所述电子谐振器与所述模数转换单元之间的抗混滤波器；S102具体包括：

根据转速脉冲信号对经过所述抗混滤波器处理的二次谐振信号进行转速跟踪采样；所述抗混滤波器的频率小于所述模数转换单元的跟踪采样频率的一半。

作为优选的，在本发明实施例中，所述电子谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率，所述电子谐振器的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值；所述电子谐振器的通带波动不大于1dB，所述电子谐振器的带外衰减大于30dB/oct，所述电子谐振器的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。

作为优选的，在本发明实施例中，S102具体包括：

将所述输出信号转换为数字输出信号。

对所述数字输出信号进行谐振得到二次谐振信号输出。

作为优选的，在本发明实施例中，所述模数转换单元的采样频率大于所述传感器谐振频率的2倍，所述数字谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率，所述数字谐振器的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值；所述数字谐振器的通带波动不大于1dB，所述数字谐振器的带外衰减大于30dB/oct，所述数字谐振器的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。

作为优选的，在本发明实施例中，还包括：

S103：将所述二次谐振信号从高频信号转换为低频信号。

作为优选的，在本发明实施例中，还包括：

S104：对所述输出信号进行滤波，得到并输出滤波信号。

作为优选的，在本发明实施例中，还包括：

S105：利用转速信号对所述二次谐振信号进行转速跟踪采样。

S106：利用转速信号对所述滤波信号进行转速跟踪采样。

本实施例的信号处理方法用于应用于前述的信号处理装置，因此信号处理方法中的具体实施方式可见前文中的信号处理装置的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所谐振的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种信号处理装置以及一种信号处理方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种信号处理装置，其特征在于，包括：

传感器，用于接收的原始信号进行谐振后，生成输出信号；

二次谐振处理模块，用于通过谐振器对所述输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过所述谐振器放大预设频率段的故障信号；所述谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二次谐振处理模块包括：

电子谐振器，用于对所述输出信号进行谐振得到模拟的二次谐振信号；

模数转换单元，用于将模拟的所述二次谐振信号等效为数字信号输出。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述二次谐振处理模块还包括连接于所述电子谐振器与所述模数转换单元之间的抗混滤波器；

所述模数转换单元具体用于：

根据转速脉冲信号对经过所述抗混滤波器处理的二次谐振信号进行转速跟踪采样；所述抗混滤波器的频率小于所述模数转换单元的跟踪采样频率的一半。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电子谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率，所述电子谐振器的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值；所述电子谐振器的通带波动不大于1dB，所述电子谐振器的带外衰减大于30dB/oct，所述电子谐振器的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二次谐振处理模块包括：

模数转换单元，用于将所述输出信号转换为数字输出信号；

数字谐振器，用于对所述数字输出信号进行谐振得到二次谐振信号输出。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述模数转换单元的采样频率大于所述传感器谐振频率的2倍，所述数字谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率，所述数字谐振器的带宽为所述故障信号最高频率的1.5倍至3.5倍，包括端点值；所述数字谐振器的通带波动不大于1dB，所述数字谐振器的带外衰减大于30dB/oct，所述数字谐振器的品质因子的取值范围为3至20，包括端点值。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

解调模块，用于将所述二次谐振信号从高频信号转换为低频信号。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

滤波器，用于对所述输出信号进行滤波，得到并输出滤波信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第一转速跟踪模块，用于利用转速信号对所述二次谐振信号进行转速跟踪采样；

第二转速跟踪模块，用于利用转速信号对所述滤波信号进行转速跟踪采样。

10.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

获取传感器的输出信号；所述输出信号为所述传感器对原始信号谐振后的信号；

通过谐振器对所述输出信号进行谐振得到并输出二次谐振信号，以通过所述谐振器放大预设频率段的故障信号；所述谐振器的谐振频率小于所述传感器的谐振频率。

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