[实用新型]非接触式线阵CCD中低频测振装置

说明书

技术领域

本实用新型属于振动测量技术领域，涉及一种非接触式线阵CCD中低频测振装置。

背景技术

大型旋转机械如汽轮机、压缩机、水轮机、发电机等机械设备，是电力、石油化工、冶金、机械、航空以及一些军事工业部门的关键设备。而转子是这些旋转机械最关键部位，特别是旋转机械的许多故障因振动引起，这样振动测量与试验就成为工程技术界非常重视的课题。转子机械振动监测技术就成为了解和掌握这些设备在使用过程中的运行状态，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因，并预报故障发展趋势，提高机器安全运行水平的一个重要环节。

目前电厂常用磁电式传感器测量汽轮机轴承的振动情况。由于磁电式传感器要求被测对象周围不能有电磁干扰，被测对象必须是单一金属材料，并且材料要求均匀，使得该测量装置的使用受到一定限制。同样加速度传感器在振动量测量中也经常采用，由于它是一种接触式传感器，使用中必须附着于待测物体的表面，因而在许多场合中无法应用。例如，在对扬声器膜片的振动、生物细胞的抖动以及旋转光盘的跳动等的测量中，接触式的安装会破坏原有的振动状态，有时甚至根本无法安装。转子振动测量一直是旋转机械故障监测和故障诊断的主要技术手段。目前转子振动测量对测量对象、测量环境存在特定要求，比如对转子本身的材料要求比较严格，比如要求转子在机械加工后要彻底消磁，转子表面金属品粒均匀，转子本身是纯金属材料等。对于合金材料和非金属材料的转子，用上述方法也难以实现。基于以上的原因，本案采用线阵CCD对转子振动进行测量的方法，设计出一种经济、简便、高效率的测量系统。为转子振动的动态测量提供了一种新的测量途径，具有广泛的推广前景和现实意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种非接触式线阵CCD中低频测振装置，解决了现有测振装置对测量对象、测量环境存在特定要求的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种非接触式线阵CCD中低频测振装置，包括驱动电路，驱动电路与线阵CCD连接，线阵CCD设置于光学成像装置的照射区，线阵CCD与加法电路、低通滤波电路、放大电路、二值化处理器依次连接，二值化处理器接入计数器，计数器还与锁存器连接，锁存器与基础时钟连接，计数器再与单片机连接，单片机通过接口电路与上位机连接。

线阵CCD选用TCD141C线阵CCD。

计数器选用4MHz的8254定时/计数器。

单片机选用ADuC812单片机。

接口电路选用MAX232。

本实用新型的有益效果是，不需要直接在被测物体上安装传感器，减少了接触测量和环境因素带来的误差，提高了测量精度和灵敏度，并且安全性更好，对被测设备的适应性强。

附图说明

图1是本实用新型的CCD光敏面的测量原理示意图；

图2是本实用新型的测量振动位移量的原理示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型的低通滤波电路结构示意图。

图中，1、驱动电路，2、线阵CCD，3、加法电路，4、低通滤波电路，5、放大电路，6、锁存器，7、基础时钟，8、二值化处理器，9、计数器，10、单片机，11、接口电路，12、上位机，13、挡光板，14、光源，15、转子，16、CCD的光敏面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

CCD器件作为七十年代发展起来的物性型传感器，利用了材料的光电物理效应，减少了转换环节，使敏感元件与转换元件合为一体，实现了固体化，具有结构牢固、体积小、重量轻、寿命长、响应速度快、可靠性高等优点。CCD器件具有固定的像元结构，像元的几何尺寸固定，几何位置精度高(优于1μm)，因此CCD用于测量或定位时可以获得很高的精度。CCD器件具有很高的光电灵敏度和大的动态范围，比较好的CCD器件在特定的条件下与微光像增强器的输出端相耦合，甚至可以测得一个光电子。