[实用新型]基于声发射技术的旋转设备故障检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种旋转设备故障检测仪，特别涉及一种基于声发射技术的设备故障检测仪。

背景技术

旋转设备故障检测仪能够用来检测旋转设备的运行状态，对于保证旋转设备安全运行、避免重大设备事故和工艺事故发生等具有明显的经济和社会效益。现有的旋转设备故障检测仪采用振动传感器(加速度、速度或位移传感器)拾取设备振动信号、利用单片机技术进行信号处理存在一定的不足：振动传感器安装有特定技术要求，安装精度要求较高；环境的低频扰动信号会被加速度传感器拾取，影响测试结果而导致误判，而且振动分析方法是通过对加速度、位移等信号的分析处理来判断故障，相当于二次信号处理，很难实现真正意义上的实时检测；单片机为核心的数据分析处理系统运算速度慢、精度低、功能相对简单，也不具备对采集信号进行实时检测分析的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于声发射技术的设备故障检测仪，该仪器利用声发射传感器拾取旋转设备声发射信号、采用高精度DSP和数字信号处理技术进行信号处理，仪器具有信号采集、信号分析、信号存储、波形记忆和通讯等功能，它完全克服了以振动检测和单片机技术为核心的旋转设备故障检测仪的缺点，具有传感器安装使用方便、声发射信号丰富、抗环境噪声干扰能力强、检测实时性好、便于获取设备运行状态信息等特点。

本实用新型提供的基于声发射技术的旋转设备故障检测仪由声发射传感器、信号调理和自动增益放大模块、数字信号处理模块等三部分组成。

所述信号调理和自动增益放大模块，其特征在于：包括依次连接的前置放大器1、数字电位器2、加法器3、+1.8V基准电源4、单片机5、双路电压比较器6、陷波器7、低通滤波器8、+2.5V基准电源9、+3.3V基准电源10；所述信号调理和自动增益放大模块，包括前置放大器1、数字电位器2、加法器3、+1.8V基准电源4、单片机5、双路电压比较器6、工频陷波器7、低通滤波器8、+2.5V基准电源9、+3.3V基准电源10；所述的加法器3的输入端与前置放大器1的输出端和+1.8V基准电源4的输出端连接，加法器3的输出端与工频陷波器7的输入端和双路比较器6的输入端连接，双路比较器6的输入端与+2.5V基准电源9和+3.3V基准电源10的输出端连接，双路比较器6的输出端与单片机5的输入端连接，单片机5的输出端与数字电位器2的输入端连接，数字电位器2的输出端与前置放大器1的输入端连接；工频陷波器7的输出端与低通滤波器8的输入端连接；加法器3把前置放大器1的输出信号与+1.8V基准电源4提供的+1.8V电势叠加，叠加后的电势为U₀分别作为工频陷波器7和双路比较器6的输入信号，U₀分别与双路比较器6的+2.5V基准电源9和+3.3V基准电源10比较，根据比较结果双路比较器6分别触发单片机5产生中断INT0和中断INT1，单片机5根据不同的中断指令执行增益增加或减少程序，数字电位器根据单片机5的指令增加或减少数字电位器的阻值达到前置放大器1增益自动调整的目的；自动增益放大后的信号电势U₀维持在0-3V范围内，经陷波器7完成工频50Hz和150Hz信号陷波，再经低通滤波器8实现0-10kHz低通滤波。

所述信号调理和自动增益放大模块，其中前置放大器1、数字电位器2、加法器3、单片机5和双路比较器6构成了增益自动控制闭合回路。

所述的前置放大器其特征为：前置放大器允许输入阻抗大于500MΩ，适合高输出阻抗的声发射传感器输出信号的调理。

所述数字信号处理模块，其主要特征在于：包括DSP数字信号处理器11、Flash数据存储器12、RAM数据存储器13、RS232串口芯片14、可编程逻辑控制器15、键盘16、LCD显示器17组成。

所述的DSP数字信号处理器11带有片上模数转换器，其作用是把来自信号调理和自动增益放大模块的模拟电信号转换为数字信号、初始化DSP数字信号处理器、完成数字信号处理等功能。

所述的可编程逻辑控制寄存器15和键盘16其特征为：可编程逻辑控制器15按照编写的程序扩展DSP数字信号处理器11外部中断控制寄存器，键盘16的按键不同可以使DSP数字信号处理器11完成不同的中断，实现用户的人机对话功能。

所述的Flash数据存储器12，其特征为数据存储空间为512K×16。

所述的LCD显示器17，其特征为无需负压和控制器的LCD显示器、点阵分辨率为320×240。