CN203177963U - 用于旋转机械监测系统的键相信号预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于旋转机械监测系统的键相信号预处理装置，包括第一电阻至第八电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一反相器、第二反相器、电容、电位器和三极管。本实用新型在信号传感器电路与计算机A/D转换采集电路之间加入了信号预处理电路，使监测装置对测量信号的幅度的要求放宽，扩大了数据采集的适应性，提高了数据采集的精度，保证数据采集的持续进行。同时便于同步、并行、多频率点地在线采集旋转机械的振幅、相位和过程量信息，使旋转机械在线灵敏状态监测装置更容易捕捉设备的故障征兆，为旋转机械的正常运行，节约维修费用提供可靠保障。

Description

用于旋转机械监测系统的键相信号预处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于旋转机械监测系统的附属装置，尤其涉及一种用于旋转机械监测系统的键相信号预处理装置。

背景技术

众所周知，利用设备状态监测技术，监测设备运行的实际状态，能比较准确地了解旋转机械的实际运行状况，及时发现旋转机械的故障征兆，从而为合理安排旋转机械的维修，保证旋转机械的正常运行，节约维修费用提供可靠的技术保障.振动监测技术是目前比较普遍采用的应用于旋转机械状态监测基本方法。当动设备内部发生异常，一般都会伴随着出现振动加大和工作性能的变化。通过对机械振动信号的测量和分析，能不用停机和解体就可对动设备的劣化程度和故障性质有所了解，并且现在的测量方法都比较齐全，简单易行，所以工程应用比较广泛。目前，基于计算机的旋转机械在线状态监测系统对于设备振动信号的处理过程一般包。括测量、采集和信号处理三个阶段，即振动信号经振动传感器测量，再经数据平台AID转换进行数据采集，信号处理阶段将原始数据进行处理，提取特征数据加以存储后，形成历史数据库，然后根据一定的算法确定设备报警信息，据以报警井给出维修参考数据。因此，一般的旋转机械在线状态监测系统从功能上包括数据采集、计算机信号处理以及计算机对号处理得到数据的报警监测和历史数据存储等。

现有技术采用串行法采集旋转机械各振动测点，各测点的采集存在时间差。这种串行振动信号采集丢失了振动信号间的横向可比较性。此外对于现场机组，振动的增大往往由过程参量的变化而引起，这种数据采集由于不对过程量进行采集，忽略了振动信号和过程量信号间的相关性，另外，目前的数据采集是固定频率采样，即根据采集时间，截取振动信号的一段，根据频谱分析原理，将截取得到的振动数据进行周期延拓，这时在周期延拓接合处将发生跳变。这一跳变将引起频谱分析的泄漏，周期延拓信号也不能反映原始信号。根据信号分析原理，在对上述周期延拓得到的函数进行傅立叶变换时，将产生致命的”泄漏效应”。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于旋转机械监测系统的键相信号预处理装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括第一电阻至第八电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一反相器、第二反相器、电容、电位器和三极管，正极电源同时与所述第一运算放大器的正极、所述电位器的第一端和所述三极管的集电极连接，负极电源与所述第一运算放大器的负极连接，所述第一运算放大器的正极信号输入端同时与所述第一电阻的第一端和所述第三电阻的第一端连接，所述第一运算放大器的负极信号输入端同时与所述第二电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与正极信号连接，所述第二电阻的第二端与负极信号连接，所述第四电阻的第二端、所述电容的第一端、所述第六电阻的第一端和所述第七电阻的第一端均与接地线连接，所述第三电阻的第二端同时与所述第一运算放大器的输出端和所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端同时与所述电容的第二端和所述第二运算放大器的负极信号输入端连接，所述第二运算放大器的正极信号输入端同时与所述第二运算放大器的输出端和所述第三运算放大器的负极信号输入端连接，所述第三运算放大器的正极信号输入端与所述电位器的滑动端连接，所述电位器的第二端与所述第六电阻的第二端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端同时与所述第七电阻的第二端和所述第一反相器的输入端连接，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端为所述键相信号预处理装置的信号输出端。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型在信号传感器电路与计算机A/D转换采集电路之间加入了信号预处理电路，使监测装置对测量信号的幅度的要求放宽，扩大了数据采集的适应性，提高了数据采集的精度，保证数据采集的持续进行。同时使输入计算机A/D转换口的信号标准化，扩大了计算机A/D转换口的采集能力，便于同步、并行、多频率点地在线采集旋转机械的振幅、相位和过程量信息，使旋转机械在线灵敏状态监测装置更容易捕捉设备的故障征兆，为合理安排维修，保证旋转机械的正常运行，节约维修费用提供可靠保障。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示：本实用新型包括第一电阻R1至第八电阻R8、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第三运算放大器U1C、第一反相器U2A、第二反相器U2B、电容C、电位器VR和三极管Q，正极电源同时与第一运算放大器U1A的正极、电位器VR的第一端和三极管Q的集电极连接，负极电源与第一运算放大器U1A的负极连接，第一运算放大器U1A的正极信号输入端同时与第一电阻R1的第一端和第三电阻R3的第一端连接，第一运算放大器U1A的负极信号输入端同时与第二电阻R2的第一端和第四电阻R4的第一端连接，第一电阻R1的第二端与正极信号KIN+连接，第二电阻的第二端与负极信号KIN-连接，第四电阻R4的第二端、电容C的第一端、第六电阻R6的第一端和第七电阻R7的第一端均与接地线连接，第三电阻R3的第二端同时与第一运算放大器U1A的输出端和第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端同时与电容C的第二端和第二运算放大器U1B的负极信号输入端连接，第二运算放大器U1B的正极信号输入端同时与第二运算放大器U1B的输出端和第三运算放大U1C的负极信号输入端连接，第三运算放大器U1C的正极信号输入端与电位器VR的滑动端连接，电位器VR的第二端与第六电阻R6的第二端连接，第三运算放大器U1C的输出端与三极管Q的基极连接，三极管Q的发射极与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端同时与第七电阻R7的第二端和第一反相器U2A的输入端连接，第一反相器U2A的输出端与第二反相器U2B的输入端连接，第二反相器U2B的输出端为键相信号预处理装置的信号输出端。

如图1所示：所述第一运算放大器U1A、所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4将双端输入方式的键相信号变换成单端输出，并将信号电平幅值压缩一半并反相。以使待处理的信号幅值范围适合放大器的处理范围；所述第五电阻R5和电容C为二低通滤波，主要目的是滤除健相信号上的高频分量，以提存键相信号的抗干扰能力；第二运算放大器U1B作为电压跟随器使用，完成前后的信号处理电路的隔离。所述第三运算放大器U1C、电位器VR和第六电阻R6为电平比较器，将处理后的键相信号与给定电压进行比较。给定电压由电位器VR和第六电阻R6决定并可调。目的是提高键相信号处理灵活性；三极管Q作为开关管，第八电阻R8和第七电阻R7完成第三运算放大器U1C输出与第一反相器U2A输入之间的电平转换。第三运算放大器U1C的输出电压范围为0到+10V,，第一反相器U2A的输入电压范围为。0到+5V；第一反相器U2A作为施密特触发器使用，对信号进行脉冲整形处理，其目的为去掉脉冲信号中的“毛刺”干扰；第二反相器U2B为施密特触发器，完成电平极性反相和继续去掉脉冲信号的“毛刺”。

Claims (1)

1.一种用于旋转机械监测系统的键相信号预处理装置，其特征在于：包括第一电阻至第八电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一反相器、第二反相器、电容、电位器和三极管，正极电源同时与所述第一运算放大器的正极、所述电位器的第一端和所述三极管的集电极连接，负极电源与所述第一运算放大器的负极连接，所述第一运算放大器的正极信号输入端同时与所述第一电阻的第一端和所述第三电阻的第一端连接，所述第一运算放大器的负极信号输入端同时与所述第二电阻的第一端和所述第四电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与正极信号连接，所述第二电阻的第二端与负极信号连接，所述第四电阻的第二端、所述电容的第一端、所述第六电阻的第一端和所述第七电阻的第一端均与接地线连接，所述第三电阻的第二端同时与所述第一运算放大器的输出端和所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端同时与所述电容的第二端和所述第二运算放大器的负极信号输入端连接，所述第二运算放大器的正极信号输入端同时与所述第二运算放大器的输出端和所述第三运算放大器的负极信号输入端连接，所述第三运算放大器的正极信号输入端与所述电位器的滑动端连接，所述电位器的第二端与所述第六电阻的第二端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端同时与所述第七电阻的第二端和所述第一反相器的输入端连接，所述第一反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端为所述键相信号预处理装置的信号输出端。

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