CN205785503U - 一种旋转机械振动测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转机械振动测量系统，包括测振传感器和跟踪带通滤波电路，以及一个转速传感器和一个微控制器，所述测振传感器连接所述跟踪带通滤波电路；所述微控制器包括至少一条将所述转速传感器输出的转速电信号转变为输出给所述跟踪带通滤波电路的时钟信号的信号转换电路，每条所述信号转换电路均包括依次串联的外部中断输入接口，定时器和PWM电路；在其中任意一条所述信号转换电路上，所述外部中断输入接口连接所述转速传感器，所述PWM电路连接所述跟踪带通滤波电路；所述旋转机械振动测量系统还包括若干与所述信号转换电路上定时器对应的通信接口，所述通信接口的数量不小于所述信号转换电路的数量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种旋转机械振动测量系统。
背景技术
旋转机械在旋转过程中会产生振动和噪声，这是引发产品和设备发生故障的主要原因，而要消除或抑制旋转机械旋转时产生的振动和噪声，就必须正确测量旋转机械的振动。一般来说，旋转机械中由转子不平衡引起的振动信号是与转子转速同频，而实际由振动传感器获得的振动信号，除包含有由转子不平衡引起的振动信号外，还包含由于受到转子、轴承、基础结构及其环境等影响而产生的振动信号，即各种倍频信号。
为了测量旋转机械的振动，现有技术一般通过测振传感器将旋转机械的振动信号转化为振动电信号，然后利用电路来测量该振动电信号，如图1所示。图1中旋转机械振动测量系统包括依次串联的测振传感器1、信号调理电路2和跟踪带通滤波电路3，信号调理电路2将测振传感器1输出的振动电信号进行放大和滤波处理，以提高信号的幅值和信噪比，以便跟踪带通滤波电路3进行处理。跟踪带通滤波电路3对信号调理电路2输出的振动电信号进行带通滤波，滤除不需要测量的振动电信号，得到需要测量的振动电信号。跟踪带通滤波电路3的中心频率f受时钟信号的频率控制，时钟信号的频率与中心频率f之比一般为固定的比例系数，如图1中的n。例如，为了测量与转子转速同频的振动，该旋转机械振动测量系统还包括依次串联的转速传感器4和倍频电路5，可利用转速传感器4得到的，与振动电信号同频的转速电信号，通过倍频电路5，得到频率为nf的时钟信号，输出给跟踪带通滤波电路3，使跟踪带通滤波电路3的中心频率等于f。这样，跟踪带通滤波电路3将输出与转子转速同频的测量电信号。
由于上述方案中倍频电路的倍频数n一般是固定的，因此要测量旋转机械振动中其它频率的倍频分量，如为转子转速频率的1/3倍、2倍、3倍等的倍频分量，则倍频电路5必须重新设计，这样显得十分不便。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种旋转机械振动测量系统，有利于克服倍频电路的倍频数固定而造成的测量旋转机械振动中倍频分量的不便，提高旋转机械振动测量的精确性。
实现上述目的的一种技术方案是：一种旋转机械振动测量系统，包括测振传感器和跟踪带通滤波电路，所述测振传感器连接所述跟踪带通滤波电路；
所述旋转机械振动测量系统还包括一个转速传感器和一个微控制器，
所述微控制器包括至少一条将所述转速传感器输出的转速电信号转变为输出给所述跟踪带通滤波电路的时钟信号的信号转换电路，每条所述信号转换电路均包括依次串联的外部中断输入接口，定时器和PWM电路；在其中任意一条所述信号转换电路上，所述外部中断输入接口连接所述转速传感器，所述PWM电路连接所述跟踪带通滤波电路；
所述旋转机械振动测量系统还包括若干与所述信号转换电路上定时器对应的通信接口，所述通信接口的数量不小于所述信号转换电路的数量。
进一步的，所述通信接口为异步串行通信接口，或通用串行总线接口，或者SPI接口中的一种。
进一步的，每个所述通信接口均与一条所述信号转换电路上的定时器对应，且每条所述信号转换电路上的定时器与至少一个所述通信接口对应。
再进一步的，所述微控制器中的任意一条所述信号转换电路上的外部中断输入接口连接所述转速传感器，所述PWM电路连接所述跟踪带通滤波电路，与该信号转换电路所对应的至少一个所述通信接口连接上位机。
进一步的，所述微控制器为dsPIC30F4011微控制器。
进一步的，所述测振传感器和所述跟踪带通滤波电路之间设有信号调理电路。
采用了本实用新型的一种旋转机械振动测量系统的技术方案，包括测振传感器和跟踪带通滤波电路，以及一个转速传感器和一个微控制器，所述测振传感器连接所述跟踪带通滤波电路；所述微控制器包括至少一条将所述转速传感器输出的转速电信号转变为输出给所述跟踪带通滤波电路的时钟信号的信号转换电路，每条所述信号转换电路均包括依次串联的外部中断输入接口，定时器和PWM电路；在其中任意一条所述信号转换电路上，所述外部中断输入接口连接所述转速传感器，所述PWM电路连接所述跟踪带通滤波电路；所述旋转机械振动测量系统还包括若干与所述信号转换电路上定时器对应的通信接口，所述通信接口的数量不小于所述信号转换电路的数量。其技术效果是：有利于克服倍频电路的倍频数固定而造成测量旋转机械振动中其他倍频分量的不便。
附图说明
图1为现有技术的一种旋转机械振动测量系统的结构示意图。
图2为本实用新型的一种旋转机械振动系统所采用的旋转机械振动测量系统的结构示意图。
图3为图2中旋转机械振动测量系统中微控制器的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，本实用新型的发明人为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
请参阅图2，本实用新型的一种旋转机械振动测量系统包括依次串联的测振传感器1、信号调理电路2和跟踪带通滤波电路3，信号调理电路2对测振传感器1输出的振动电信号进行放大和滤波处理，以提高信号的幅值和信噪比，以便跟踪带通滤波电路3进行处理。跟踪带通滤波电路3对信号调理电路2输出的振动电信号进行带通滤波，滤除不需要测量的振动电信号，得到需要与测量的振动电信号的频率范围一致的测量信号。
本实用新型的一种旋转机械振动测量系统还包括依次串联的转速传感器4和微控制器6，其中，微控制器6连接跟踪带通滤波电路3。
本实用新型的一种旋转机械振动测量系统中所涉及的微控制器6是指包含外部中断输入接口61、定时器62、PWM电路63和通信接口64的通用微控制器，也被称作单片机、微处理器、数字信号处理器、数字信号控制器等。下面以dsPIC30F4011微控制器为例进行说明。其中外部中断输入接口61、定时器62和PWM电路63依次串联，PWM电路63连接跟踪带通滤波电路3，通信接口64连接PWM电路63。
微控制器6的工作原理如图3所示。转速传感器4输出的与转子转速同频的转速电信号，接入微控制器6的外部中断输入接口61，转速电信号为脉冲信号，外部中断输入接口61连接定时器62，微控制器6通过定时器62可以测得转速电信号的周期T或频率f。定时器62连接PWM电路63，PWM电路63根据给定的转速倍频数x，输出对应频率的脉冲信号，即跟踪带通滤波电路3所需要的时钟信号。转速倍频数x可以固定，也可通过通信接口64与外部设备如上位机进行交互得到。通信接口64可采用异步串行通信接口，即UART接口或者通用串行总线接口，即USB接口等，也可以采用SPI接口。
本实用新型对于微控制器6的基本要求为：包含至少一个外部中断输入接口61；至少一个32位计数器，或者说是定时器62；至少一个PWM电路63；外部中断输入接口61、定时器62和PWM电路63按组依次串联成一条将转速电信号转变成为输出给跟踪滤波电路3的时钟信号的信号转换电路，微控制器6还包括至少一个通信接口64，每条所述信号转换电路上的PWM电路63均连接其中的至少一个通信接口64。每个通信接口64也只对应一条所述信号转换电路上的PWM电路63。因此，通信接口64的数量不应小于PWM电路63的数量。通信接口64可以为异步串行通信接口，即UART接口，或通用串行总线接口，即USB接口，或者SPI接口等。
与采用倍频电路的现有技术相比，本实用新型的一种旋转机械振动测量系统，采用带有PWM电路63的微控制器6向跟踪带通滤波电路3输出时钟信号，使本实用新型的一种旋转电机振动测量系统对旋转机械中具有旋转倍频数的振动的测量成为了可能。
由于跟踪带通滤波电路3的时钟频率与其中心频率之比为n，因此，跟踪带通滤波电路的中心频率为x/T，亦即转子旋转的频率的x倍，因此跟踪带通滤波电路3将输出旋转机械振动中x倍转速的测量信号。由于x是任意的，因此本实用新型的旋转电机振动测量系统实现了测量旋转机械任意转速倍频振动的功能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
Claims (6)
1.一种旋转机械振动测量系统，包括测振传感器和跟踪带通滤波电路，所述测振传感器连接所述跟踪带通滤波电路，其特征在于：
所述旋转机械振动测量系统还包括一个转速传感器和一个微控制器，
所述微控制器包括至少一条将所述转速传感器输出的转速电信号转变为输出给所述跟踪带通滤波电路的时钟信号的信号转换电路，每条所述信号转换电路均包括依次串联的外部中断输入接口，定时器和PWM电路；在其中任意一条所述信号转换电路上，所述外部中断输入接口连接所述转速传感器，所述PWM电路连接所述跟踪带通滤波电路；
所述旋转机械振动测量系统还包括若干与所述信号转换电路上定时器对应的通信接口，所述通信接口的数量不小于所述信号转换电路的数量。
2.根据权利要求1所述的一种旋转机械振动测量系统，其特征在于：所述通信接口为异步串行通信接口，或通用串行总线接口，或者SPI接口中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种旋转机械振动测量系统，其特征在于：每个所述通信接口均与一条所述信号转换电路上的定时器对应，且每条所述信号转换电路上的定时器与至少一个所述通信接口对应。
4.根据权利要求3所述的一种旋转机械振动测量系统，其特征在于：所述微控制器中的任意一条所述信号转换电路上的外部中断输入接口连接所述转速传感器，所述PWM电路连接所述跟踪带通滤波电路，与该信号转换电路所对应的至少一个所述通信接口连接上位机。
5.根据权利要求1所述的一种旋转机械振动测量系统，其特征在于：所述微控制器为dsPIC30F4011微控制器。
6.根据权利要求1所述的一种旋转机械振动测量系统，其特征在于：所述测振传感器和所述跟踪带通滤波电路之间设有信号调理电路。
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| CN201620523590.0U CN205785503U (zh) | 2016-06-01 | 2016-06-01 | 一种旋转机械振动测量系统 |
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| CN113834559A (zh) * | 2020-06-08 | 2021-12-24 | 宝霈科技股份有限公司 | 整合型转-振感应组件及具转速讯号的数位振动传感器 |
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