基于AD7779的高精度微振动采集系统

针对道路、桥梁监测以及矿洞B爆破等工程中对微振动信号的监测需求,设计了一种以24 b高精度ADC—AD7779进行数字采样,以STM32F405为处理器制成测试节点系统,从而建立了无线通讯的高精度无线传感网络微振动信号采集系统,利用AD7779的可编程放大器功能及SINC3滤波功能实现对微弱振动的高精度采集,实现对幅值为100μg的微振动信号的采集.     

一种基于相干光时域反射的分布式光纤振动传感系统研制

针对基于相干光时域反射的分布式光纤振动传感系统中数据量庞大,且需要信号发生器外部驱动,集成度低的缺点,利用现场可编程逻辑门阵列实现传感数据的高速采集与声光调制器的同步驱动,采用USB 3.0实现采集模块与上位机的实时数据传输。搭建一种基于相干光时域反射的分布式光纤振动传感系统,利用本地光与后向瑞利散射光的拍频效应,实现对微弱后向瑞利散射光信号的探测,并提高系统的传感距离。采用正交相位解调方法获取振动信号的位置信息。实验结果表明:该系统可在22 km传感光纤上对振动信号进行有效定位,定位误差在20 m以内,且系统对正弦波和方波等不同形态的振动信号定位效果一致。     

基于LabVIEW的陀螺仪振动信号采集与分析

针对陀螺马达振动信号的微弱性,通过数据采集卡检测到的信号要进行大量复杂的线形系统分析,要求数据准确,根据虚拟仪器设计思想在PC下利用图形化编辑语言LabVIEW对陀螺马达的振动信号进行过采样数据采集、波形显示、时域分析、数字滤波、数据存储、频域分析,从而实现对振动信号的多通道信号采集和实时分析.系统逻辑图形清晰,可以有效的防止波形失真,误差小,起到了很好的故障诊断分析作用,在工程应用中实用性强.     

遗传算法优化稀疏分解的齿轮箱故障诊断研究

齿轮箱传动结构复杂,其出现故障时的振动信号往往含有强噪声。在强噪声背景下微弱信号的特征提取是振动信号处理领域的难题。稀疏分解方法能够自适应地提取强噪声背景下的微弱信号特征,但其在寻找最优匹配原子时计算量特别大。为加快匹配最优原子的速度,提出利用遗传算法优化匹配追踪的信号稀疏分解算法,优化后的算法大大降低了匹配追踪算法中寻找最优原子参数的计算量。齿轮故障振动信号的主要特征是调制现象,通过稀疏分解对含有噪声的信号进行降噪,然后进行频域分析,根据频域分析结果实现齿轮的故障诊断。对仿真的齿轮调制振动信号和实际采集的齿轮箱振动信号分析表明,该方法能够从含有强噪声的振动信号中快速且准确地提取出故障特征频率。     

汞离子频标数据采集系统的小型化设计

为实现汞离子微波频标电子伺服系统的小型化,设计了一种基于FPGA的汞离子频标数据采集系统。采用宽带、高速、低功耗的微芯片电路模块对离子跃迁谱线的微弱荧光信号进行放大、整形、降噪处理;利用FPGA高速光子计数法对信号进行采集。取代了传统的计算机软件LABVIEW与商用仪器结合的数据采集系统,实现了对离子微波频标物理系统中微弱荧光信号的有效采集。     

无线微振动监测系统设计及在敦煌莫高窟的应用

敦煌莫高窟是我国四大石窟之一,由于游客走动、交通工具、机械施工等引起的振动会对洞窟内文物造成损伤累积等不利影响。为实现敦煌莫高窟内微振动的实时监测,采用无线振动传感测试仪组建分布式的无线微振动传感网络,解决微弱振动信号的传感检测、无线分布式振动信号采集、窟区及洞窟内部的无线信号覆盖、微振动监测及风险预控一体化软件等关键技术难点。该系统的构建可以实时监测莫高窟的微振动环境,全面分析评估振动对文物的影响和损害程度,在周围环境出现突发超阈值振动时发出预警信息,通过对莫高窟内振动环境的调控,减小振动对文物的影响,对敦煌莫高窟的文物保护具有重要意义,同时对其他世界文化遗产的保护也有一定的示范作用。     

基于无线网络的潜孔锤振动测试系统

为提高旋挖钻机潜孔锤的钻进效率,保证施工安全,需要研究其钻进过程中的振动特性,通过构建潜孔锤无线振动测试系统来采集并分析振动、流量压力等信号是开展实验研究工作的基础。该文完成测试网络系统的构建包括传感器、采集卡、流量计等主要部件的选型,部分硬件电路的设计,利用虚拟仪器技术实现测试数据的采集和分析功能;通过现场实验采集潜孔锤振动加速度信号并作初步分析,验证该系统工作的可靠性及实用性。此系统通过无线网络通信的方式构建并增加对气室流量及压力的采集,可分析潜孔锤气动参数对其振动信号的影响,解决现场采集振动信号的困难,拓展振动分析参数范围。     

振动监测系统的可调增益技术与实现

文章设计了一种具有可调增益功能的振动监测系统。首先从监测层和测量层两个方面提出了振动监测系统的整体框架,之后给出了硬件系统和软件系统的设计方法及软件实现代码,利用控制芯片和可调增益放大器,在监测系统中整合了一套可根据采集信号幅值大小调整增益的数据采集装置;利用模拟信号发生器对不加增益和设置可调增益之后的两种信号进行了对比分析,并在汽轮发电机组实际工况下进行了振动信号采集。结果表明,具备可调增益功能的振动监测系统可有效提高采集信号的信噪比,提高汽轮发电机组的振动监测能力。     

基于小波变换的轧辊磨床振动信号分析研究

针对实际测试项目,介绍了用于轧辊磨床振动测量的信号采集系统的硬件组成及信号采集方法。简述了振动信号分析的理论与方法,采用基于小波变换的信号分析方法对磨床振动信号进行分析,能同时兼顾高频与低频段的频谱特性,提高特征频率的提取精确度,进而提高系统故障诊断的可靠性。     

运用小波分析的振动信号采集系统

介绍了一种振动测试系统设计与数据分析相结合的方法，设计喷雾干燥塔喷管故障在线检测系统时，在主控计算机的控制下，通过传感器、S7-200和计算机等实现了喷管振动信号的采集，并利用小波分析对采集的信号进行预处理。事实证明，该系统可以完成振动信号的采集，并可以分析强噪声背景下的信号。     

基于LabVIEW2010的发动机振动信号采集系统的开发与研究

根据目前发动机的诊断方法与发展状况,结合虚拟仪器的优点,介绍利用LabVIEW2010建立一种新的汽车发动机振动信号采集系统.通过对该采集系统的硬件选择、连接以及上位机程序的详细介绍,说明了使用LabVIEW2010建立数据采集系统的重要性和必要性.实验证明:该系统不仅可以实时地采集发动机振动时的信号,同时在采集的过程中可以对信号及其功率谱进行观测,并可将采集的信号进行存储,以便后续分析.     

基于IITD模糊熵与随机森林的滚动轴承故障诊断方法

针对滚动轴承故障微弱振动信号特征提取后难以识别的问题,提出基于改进的固有时间尺度分解(IITD)和模糊熵(FE)输入随机森林(RF)模式识别的滚动轴承故障诊断方法。首先,利用轴承试验台采集正常、滚动体故障、内圈故障、外圈故障等4种状态下轴承的振动信号;通过IITD分解将采集到的振动信号分解成一组固有旋转分量(PRC),然后选取表征故障主要信息的有效分量计算其模糊熵值并构建特征向量,输入到随机森林分类器模型进行识别分类。实验数据分析结果表明,该方法可以有效地实现滚动轴承故障类别的诊断。     

一种强噪声背景下微弱信号检测系统的设计与实现

<正>本文针对工程应用领域微弱信号检测的实际需要,提出了一种基于锁相放大器的微弱信号检测通用方案,设计实现了一种基于AD630和Cypress PSoC4蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)微处理器的微弱信号检测系统。系统由AD630、微处理器、A/D采集电路和智能终端等部分组成,可用于对淹没于强噪声背景中特定频率信号的检测,具有通用性强、可扩展     

机械振动故障诊断系统的设计与应用

针对机械设备振动监测的高速、实时和同步处理的要求,以Visual C++为平台开发了基于频谱分析和轴心轨迹分析的机械振动故障诊断系统。采用USB 2850采集卡搭建振动信号采集系统,通过分组采集方式实现多通道信号的同步采集,利用键相信号对振动信号整周期重采样,将原始连续信号整周期化。根据信号采样和数据处理流程,结合各模块算法执行效率,设计多线程流水处理架构,保证系统的多流程同步执行。最后,通过转子不平衡故障和不对中故障模拟实验,验证了故障诊断方法正确无误,信号分析系统稳定、高效、准确。     

基于无线测量的轧机扭转振动的分析

采用无线测量的方式采集轧机主传动轴的扭转振动信号,避免了在测试中的复杂布线,摆脱了被测环境和条件的限制。对采集的信号进行EMD分解,提取信号的固有模态函数（IMF）,对IMF分别进行Hilbert变换后,组合得到Hilbert时频谱和Hilbert边际谱。通过对IMF分量、时频谱和边际谱的分析,得到轧机的振动形态。通过建立采集系统和对实际振动信号的分析,得到信号所含有的振动形态,验证了该方法的正确性和有效性。     

非线性量子信息熵及其在行星变速箱特征提取中应用

针对行星齿轮箱在运行时产生的非线性非平稳振动,且故障特征信号微弱等问题,将量子理论引入到信息熵的计算中,提出一种全新的特征提取方法-非线性量子信息熵。根据量子理论的基本概念,建立了振动信号的多量子位系统;分析了将量子理论引入到信息熵中的可行性,进而提出了非线性量子信息熵基本原理,并对行星齿轮箱三种运行状态振动仿真信号的非线性量子信息熵进行了分析,说明了量子信息熵作为行星齿轮箱特征的可行性;最后以行星变速箱故障试验台采集到的五种状态信号为例,计算其非线性量子信息熵,并与时频熵和样本熵计算结果对比。结果表明,非线性线性量子信息熵能够有效的提取行星变速箱运行状态特征。     

利用微机进行振动信号的采集和处理

本文介绍了一个轴系试验台的振动信号测试系统,该系统的特点是将通用微机与常规振动测试仪器联用,以达到测量系统数字化和一定范围的智能化。文中着重讨论了如何从试验目的出发选配硬件,并运用现代信号分析技术编制软件,以有效地对轴系振动信号进行采集和处理。     

基于时时能量阶比谱的变转速工况滚动轴承微弱故障诊断研究

变转速工况下的滚动轴承微弱故障诊断同时面临两个难点:一是滚动轴承的故障特征信号容易被环境噪声和干扰信号淹没;二是滚动轴承故障振动信号的时变特征难以被常规频谱方法提取。针对上述问题提出了基于时时能量阶比谱的滚动轴承故障诊断方法。首先对变转速工况下的滚动轴承微弱故障振动信号进行时时(time-time,TT)变换,在双时域上刻画轴承故障振动信号的时变特征;然后利用提出的时时能量定义计算轴承故障振动信号的时时能量,获得轴承故障振动信号的时时能量信号;最后对时时能量信号进行阶比分析得到轴承故障振动信号的时时能量阶比谱,并根据时时能量阶比谱的阶次特征识别出轴承故障类型。分析了变转速工况下的滚动轴承故障仿真信号和实验测试信号,结果表明:时时能量信号能够有效追踪轴承故障振动信号的时变能量分布,增强故障特征信号的冲击特征,时时能量阶比谱较包络阶比谱抗噪能力更强,为变转速工况滚动轴承微弱故障诊断提供一种有效方法。     

便携式水声传感器测试系统的设计与实现

针对声引信中水声传感器灵敏度检测的实际要求,设计一套基于虚拟仪器技术的便携式水声传感器测试系统。水声传感器测试装置采用压电振动法,利用虚拟仪器设计软件Lab VIEW进行数据的采集、处理和系统用户界面的设计;并采用数字锁相放大技术对采集的数据进行微弱信号处理,以获得传感器输出信号。通过对某型水声传感器在10~5 000 Hz间9个频率点的声压灵敏度测试,结果表明:该水声传感器测试系统测试精度高,并且具有操作简单、便于携带的优点,适用于工业现场对水声传感器性能的测试。     

波纹补偿器故障诊断系统研制

波纹补偿器作为一种补偿元件被广泛应用于工业管道，用来补偿管道因温度、压力变化及振动等而产生的位移。为实时诊断波纹补偿器的故障情况，简化人工诊断过程，提高维修效率和维修安全系数，降低维修成本，设计了一种基于LabVIEW的波纹补偿器故障诊断系统。设计了波纹补偿器振动信号的采集方案，并进行了振动实验；利用高性能采集仪器与加速度传感器对整个管道系统中各个波纹补偿器振动信号进行采集，对采集到的信号进行过滤转换等处理并通过无线网络发送到计算机，并利用幅值域分析与快速傅里叶方法分析所采集的信号；将分析与处理后的信号实时显示在用户界面上并存储；当数据异常时发出警报，使工作人员能够实时监测波纹补偿器的工作状态，从而有效提高生产安全系数。结果表明，所设计的故障诊断系统可有效避免因波纹补偿器失效引发的事故，具有一定的实用价值。