一种航空发动机振动信号多线程采集模块设计

开发了Windows环境下基于NI公司数据采集卡的航空发动机振动测试系统通用数据采集模块.该采集模块采用了多线程技术,将数据采集和提取置于不同的线程中,以达到两者同步的目的.将该模块制作为Windows动态链接库(DLL),利用DLL资源共享特点来满足多种测试系统的调用请求.同时根据航空发动机运行过程分为稳态运行及暂态过程的特点,分别设计了对应的振动信号采集子模块,以满足不同运行状态的测试要求.由于航空发动机多为双转子,针对这一特点设计了双转速采集及数据处理程序.经过测试,该模块较好地解决了暂态过程中的数据丢失问题,能够实时准确地采集稳态过程及暂态过程的转速和振动信号,并已成功运用于现场实测.     

基于DSP的嵌入式在线振动信号分析系统

为监测机械设备的工作状态,对机械设备工作过程中产生的振动信号进行采集、处理和分析,从而实现系统的状态监测、故障诊断以及寿命预测等;但目前振动信号分析系统体积较大、不方便携带,多用于离线的振动信号处理,难以完成机械设备振动信号的在线实时分析;针对振动信号离线分析系统存在实时性低、体积大等不足,设计了基于TMS320C6713 DSP的嵌入式振动信号采集处理系统,以满足机械设备振动信号采集、处理和分析过程中对采集、处理实时性,系统便携性等需求;详细介绍了系统的软硬件设计原理和方法,利用美国凯斯西储大学的公开轴承测量数据集对系统的各项功能和技术指标进行实验验证;实验结果表明,该系统能够正常工作且可应用于实际工程中;另外,系统支持功能和算法扩展,以满足不同机械设备的振动信号采集、处理和分析需求。     

变速器故障诊断数据采集关键技术研究

在变速器故障诊断过程中,现场数据采集是首要解决的问题;主要利用NI公司的数据采集卡PCI-4474和PCI-6601来完成振动信号和转速信号的采集;在采集程序设置中,振动信号和转速信号采集的数据同步实现是要解决的关键技术之一,同时对采集程序的主控实现问题进行了较为系统的研究,提出了用PCI-6601板卡主控PCI-4474采集的解决方案,配置了变速器故障诊断软硬件平台及软件应用系统;该系统已经成功应用于工业现场数据采集,取得了较好的效果,为有效地进行振动分析提供了保障.     

旋转机械状态监测与故障诊断软件数采模块开发

针对旋转机械振动信号的特点,使用Visual Basic语言开发一个基于DAQ-2213数据采集卡的振动信号采集模块;该模块运用采集卡提供的功能函数实现振动信号和转速信号的采集,在振动信号采集中,使用双缓冲区采集的办法来获得连续的数据,使用转速信号触发的外部数字触发模式实现了对振动信号数据的整周期采集,在转速测量中,使用采集卡上两个独立计数器串联的方法实现单转子低起步转速的转速测量,最小测量转速为100rpm.设计一个操作简单、内容简明友好的人机交互数采界面用来设置采集参数并显示所采集的振动信号波形和转速值,所开发的采集模块具有高精度、高采样率、多通道整周期采集的优点,达到了预期目标,具有一定的工程应用价值.     

基于LabVIEW的旋转机械振动信号的采集与处理

在分析旋转机械故障易造成重大损失的基础上 ,阐述了在工业生产中利用虚拟仪器构建状态监测与诊断系统的优越性。提出了基于LabVIEW的振动信号的采集与处理的硬件及软件解决方案 ,并给出了实例 ,完全可以满足方便地监测各类转子工况的要求。     

轴承振动信号采集分析系统设计与实现

准确采集振动信号信息是轴承故障诊断的关键,利用传感器采集振动信号数据,经A/D转换后传输至STM32微控制器,STM32控制Wi-Fi模块将数据发送至PC,采用局部均值分解(LMD)方法对采集的振动数据进行分析处理,实现对滚动轴承运行状态的远程监控.实验结果表明:系统能够对滚动轴承振动信号进行精准采集和分析,传输性能好、速度快,适合在工业行业推广使用.     

压电式加速度传感器振动信号采集系统

针对变压器产生的振动信号的特征,设计了一种基于压电式加速度传感器的变压器振动信号采集系统。以振动控制台为试验对象,利用此系统对控制台输出的振动信号进行采集,并用快速傅里叶变换对采集到的振动信号进行分析。实验结果表明：该系统将压电式加速度传感器输出的电荷信号转换成了标准的电压信号,能够准确、实时地采集振动信号,为变压器故障在线监测奠定了基础。     

旋转机械振动与瞬时转速信号同步处理系统

旋转机械测试中,振动信号通常是随机非稳态信号,必须进行振动和转速信号同步分析。而目前转速测试,硬件实现复杂,实时性差,且不易实现对多路信号同步高速处理。为此利用DSP和PXI总线设计了旋转机械振动与瞬时转速信号同步处理系统。MAX125完成数据的采样及A/D转换;TMS320VC33作为主控芯片,对转速原始信号处理得到瞬时转速,同时对振动信号重抽样,精减数据;处理后,由PXI接口传送给主机。用三缸柴油机发动机转速原始信号和一路简单的正弦信号为实例,说明了该系统的应用,并得到了比较理想的结果。     

基于DSP的炭阳极气泡振动信号采集与处理系统的设计

针对新的阳极效应预报方法和工业现场实时监测的要求,设计了以DSP芯片为核心的炭阳极气泡振动采集与处理系统.振动传感器检测铝电解槽阳极导杆上的阳极振动信号后,由DSP芯片实现自适应AR谱估计算法,对振动信号进行时频分析,并且通过USB接口芯片与主机进行通信,组成高速、实时的采集与处理系统,根据分析结果可预报阳极效应.     

基于PC104的航空发动机频谱分析仪设计

针对航空发动机复杂振动信号难以检测和提取的问题,设计了一种基于PC104总线技术的便携式频谱分析仪。硬件部分以PC104模块为核心,通过自行设计的信号调理电路,实现了对8路振动信号和2路转速信号的采集,其中4路振动信号被ICP传感器采集,提高了采集信号的信噪比;软件部分基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台设计,采用模块化的设计思想,实现了数据采集、处理、分析和存储等功能。实际应用表明,该设备运行稳定、可靠性好,能够及时、准确地反映出发动机中存在的故障。     

直升机旋翼动平衡测量方法研究

为实现直升机旋翼在高速旋转过程中动平衡值的测量，提出了一种基于阶次跟踪的测量方法。该方法首先利用阶次跟踪原理对旋翼转速信号进行等角度重采样，确定重采样的时刻值；然后利用等角度重采样时刻值，对经三次多项式最小二乘法曲线拟合后的振动信号进行二次重采样，得到旋翼振动阶次重采样信号；最后利用离散傅里叶变换方法对其进行阶次谱分析，得到旋翼的动平衡值。该方法有效克服了传统频谱分析方法在分析非平稳信号中存在的频率混叠及能量泄露等问题；同时，该测量方法通过软件实现具有较好的可移植性，能与其他直升机减振分析模块一起使用。通过在仿真试验台及试验机上进行验证试验，结果表明，该方法能有效测量直升机旋翼的动平衡值。     

振动法在线监测突发短路时变压器绕组状态

突发短路时变压器箱壁的振动信号与绕组的运行状态及变压器的安全稳定运行密切相关.首先文中在对突发短路时变压器绕组轴向振动特性进行了理论建模,据此分析了振动法监测变压器绕组变形的理论机理.然后使用研制的振动信号测试系统获取了某实体变压器多次短路冲击试验中的振动信号,研究了变压器时域振动信号及其包络线的变化特性.结果表明,振...     

基于USB2.0的振动监测系统的研究与设计

在对振动信号研究的基础上,采用现代计算机测量与控制技术开发了一种新型的振动信号监测系统;硬件以嵌入式微控制器LPC1768作为核心控制芯片,配合891-2型测振仪完成振动信号的采集和传输;软件采用LabVIEW虚拟仪器技术设计完成,实现了振动信号的时域分析、频域分析以及实时显示等功能;系统采用USB2.0总线实现数据传输,有效提高了传输速度,方便现场工作;试验测试表明,系统性能稳定,传输速度快,采集精度高,可适用于各种振动信号的工程监测,具有一定的实用和推广价值。     

振动对光纤陀螺线形测量系统影响分析

在使用光纤陀螺测量系统对桥梁线形进行测量的过程中,由于线形测量结果是通过积分算法得到的,所以来自汽车发动机和路面不平的振动影响会给测量结果带来巨大的误差,并且这类误差会随着测量时间和距离的增加变得越来越大,呈现出发散的特性;为了减小这些振动给测量结果带来的误差,可以使用时频分析的手段,通过时间信息和运动速度得到位置和路况信息,进而得到不同路况下的频域特点;选择路面完好的路段进行实验,点状减速带代表路面不平,使用Morlet小波对光纤陀螺采集到的信号进行时频分析,发现了不同工况下带来的振动噪声信号的频域特点,并且确定了27 Hz以上均为振动带来的噪声信号;在实际对某跨江大桥的线形测量中,使用切比雪夫滤波器去除光纤陀螺所采集到27 Hz以上的噪声信号,相比没有使用低通滤波处理的线形,测量精度提高了50%。     

基于伪随机码调制的车载激光雷达距离速度同步测量方法

针对双检测器激光雷达系统用于同步测量道路目标距离和速度时存在的成本高、回波利用效率低的问题,提出了一种基于伪随机（PN）码调制的脉冲式多普勒激光雷达结构模型,研究使用单个光外差接收器同步测量目标距离和速度的可行性并通过计算机仿真验证方法的性能。首先,给出激光雷达的系统模型,分析模型在脉冲方式下用于距离和速度测量时存在的问题;然后,讨论通过单个光外差接收器输出的电信号计算目标距离和速度的方法,即计算输出信号与本地调制码的相关函数确定激光飞行时间进而得出目标距离和使用非等间隔采样信号频谱分析方法确定输出信号的多普勒频率进而得出目标的速度;最后通过仿真验证所提出的方法可同时实现目标距离和速度的稳定检测。实验结果表明,在道路环境中该方法可实现目标距离和速度的稳定可靠测量,与直接检测系统相比,测量的灵敏度可提高10 dB以上,且与回波的到达时间、多普勒频率的大小无关。     

航空发动机叶片振动微波测量技术研究

对航空发动机叶片振动非接触式的微波测量方式与应变片测量方式进行了对比研究。通过分析应变片应力信号相关模型和算法反算出叶片振幅,并与微波测量结果进行了对比。在模拟叶片上,两种测量方式进行了对比实验,数据结果证明了这种非接触式测量方式的可行性和准确性。该测量方法还可用于其他的旋转叶片的振动测量和分析。     

基于虚拟仪器的振动测试系统的设计

介绍了振动测试系统的结构、硬件平台,以及软件设计中的关键技术。利用LabVIEW和硬件设备生成激励信号,采集信号并进行处理分析,最后生成测试报告,完成测试任务。     

Tikhonov正则化广义最小化求解振动速度

高精度生产及检测设备对环境微振动有较高要求,基于振动速度幅值计算的微振动等级可对环境振动情况进行定量评估.由于振动速度传感器难以实现对低频微振动的直接测量,因此需要使用低频高灵敏度的振动加速度传感器测量加速度信号,通过积分算法间接实现对振动速度的测量.基于Tik-honov正则化的广义最小化求解振动速度方法采用向量乘法运算、多线程并行运算实现对振动速度的快速测量;通过调节广义化阶数和正则化因子实现对不同环境的测量,克服了现有积分算法针对不同测量环境的适应性和计算速度等方面的不足.经实验验证,在有效抑制低频噪声的情况下,能够最大化地保留低频信息,较好地再现振动信号的时域瞬时特性.     

基于PSD的转轴振动位移测量与分析

针对脉冲发电机转轴高速旋转时振动位移的测量工作,以一维位置敏感探测器(PSD)作为传感器,C8051F040为微处理器,设计了一种转轴振动位移测量装置,该装置采用串口与上位机通信,上位机操作界面采用VB进行设计,对采集数据进行显示和分析;介绍了测量原理,从硬件和软件方面讨论了系统构成,对实际测量信号进行了处理、计算和分析。实验测量表明:测试结果满足转轴振动位移测量要求。