[发明专利]一种转子系统在线健康监测系统及方法

权利要求书

1.一种转子系统在线健康监测系统，其特征在于，包括：参数设计系统、信号发生-放大器、信号传送器、信号激励器、信号传感器、信号收集器与健康状况决策系统，其中：

参数设计系统根据设定的待监测转子系统的几何尺寸与材料参数，决定激励频率与激励信号形状；

信号发生-放大器产生激励信号，通过信号传送器将激励信号送至信号激励器；

信号激励器在转子系统中实际激励出超声导波；

信号传感器将激励出的超声导波的反射波转换为反射信号，通过信号传送器返回至信号收集器；

信号收集器将采集到的模拟信号转换为数字信号并进行一定的去噪、滤波等处理后，送至健康状况决策系统；

健康状况决策系统对信号表征的转子损伤是否存在、损伤位置及大致形状进行判断，并最终决策转子的健康状况并给出相应健康状况的处理建议。

2.根据权利要求1所述的一种转子系统在线健康监测系统，其特征是，所述参数设计系统，利用转子的长度、周长、转速与材料属性参数，计算超声导波的频散特性，手动或自动选择激励信号的频率，以及其加窗函数的形状，最终决定数字化激励信号。

3.根据权利要求1所述的一种转子系统在线健康监测系统，其特征是，所述信号发生-放大器，包括数模转换信号发生器与信号放大器，数模转换信号发生器将参数设计系统设计的数字化激励信号转换为模拟信号，并经信号放大器放大至信号激励器工作的幅值。

4.根据权利要求1所述的一种转子系统在线健康监测系统，其特征是，所述信号传送器为多通道过孔式高速滑环。

5.根据权利要求1所述的一种转子系统在线健康监测系统，其特征是，所述信号激励器与信号传感器均为压电片。

6.根据权利要求1所述的一种转子系统在线健康监测系统，其特征是，所述信号收集器，包括滤波器、多通道模数转换卡与多通道信号采集卡，经滤波器滤波与多通道模数转换卡模数转换后的采集信号由多通道信号采集卡保存。

7.根据权利要求1所述的一种转子系统在线健康监测系统，其特征是，所述健康状况决策系统，是指可以将信号收集器收集到的信号进行数字信号处理，从信号特征中判断转子的健康状况，进而给出下一步动作建议的系统。

8.一种采用权利要求1-7任一项转子系统在线健康监测方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，首先在待监测的转子系统上安装信号激励器、信号传送器；

第二步，在参数设计系统中输入转子的长度、直径、转速与材料特性参数，根据参数设计系统的计算得到激励信号的频率、形状信息，将信息输入信号发生-放大器；

第三步，信号发生-放大器中的数模转换信号发生器将输入的数字信号进行模数转换后输出，由放大器将信号放大成适宜信号激励器工作的幅值；

第四步，激励信号通过信号传送器，激励信号激励器，将激励信号以超声导波的形式加载在转子上；

第五步，超声导波的回波由信号传感器采集，由压电效应转换为电信号，通过信号传送器传递至信号收集器处；

第六步，信号收集器对其进行滤波与模数转换，由数据采集卡进行收集，最终利用数字信号处理的手段，由健康状况决策系统提取采集信号的特征及特征所反映的转子健康状况，进而给出处理建议。