[发明专利]一种便携式水电机组振动摆度数据检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式水电机组振动摆度数据检测系统及方法。 

背景技术

目前各水电厂已经全面推广安装了机组振动摆度在线监测装置，受水电厂实行的“三年一小修、五年一大修”计划检修制度限制，机组振动摆度在线监测系统所用的传感器难以实现每年一次的定期检验要求，而安装于现场的传感器长期运行中受阴湿环境、水压脉动、机组振动区等因素的影响，测量信号失真、测量数值不准确等问题时有发生，导致在线监测系统难以获取机组当前运行状态的真实情况，电厂运行人员难以把握机组的振动摆度实际情形，严重影响机组运行决策。 

各电厂急需一款适合水电厂特点的超低频手持式测振设备，作为机组状态分析的辅助工具。 

因此，有必要设计一种便携式水电机组振动摆度数据检测系统及方法。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便携式水电机组振动摆动数据检测系统及方法，该便携式水电机组振动摆动数据检测系统及方法检测精度高、易于实施、数据滤波效果好。 

发明的技术解决方案如下： 

一种便携式水电机组振动摆动数据检测系统，包括SoC嵌入式内核、模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和存储器；模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和SoC嵌入式内核依次连接；存储器与SoC嵌入式内核连接； 

所述的模拟信号采集模块包括电涡流传感器和振动传感器； 

所述的电涡流传感器用于获取水电机组摆度信号，包括水电机组上导轴承X/Y向水平摆度信号、下导轴承X/Y向水平摆度信号和下导轴承X/Y向水平摆度 

振动传感器用于获取水电机组振动信号，包括水电机组上机架X/Y向水平振动信号、上机架垂直向振动信号、下机架X/Y向水平振动信号、下机架垂直向振动信号、顶盖X/Y向水平振动信号、顶盖Z向垂直振动信号； 

模拟量输入调理电路包括作为前级电路的放大电路和作为后级电路的滤波电路。 

所述的放大电路为基于运算放大器的放大倍数为0.5的放大电路。 

所述的滤波电路采用3个结构相同的滤波器串联而成；每一个滤波器的结构如下： 

包括运算放大器(UA1A)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)和第二电容(C2)；滤波器的输入端经依次串接的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)接运算放大器的同向输入端，运算放大器的同向输入端还经过第二电容接地；第一电容(C1)一端接第一电阻和第二电阻的连接点，另一端接滤波器的输出端；滤波器的输出端即运算放大器的输出端；运算放大器的反向输入端与运算放大器的输出端之间短接，构成电压跟随器。 

所述的便携式水电机组振动摆度数据检测系统，还包括与SoC嵌入式内核通过串口相连的上位机。 

所述的A/D转换器采用具有多个转换通道的AD7606型A/D转换器件，模拟量输入调理电路具有4路模拟信号接口，任意选择模拟信号采集模块采集的4路信号与该4路模拟信号接口对应连接。 

所述的便携式水电机组振动摆度数据检测系统还包括与SoC嵌入式内核相连的触摸屏显示器。 

一种水电机组振动摆度数据检测方法，采用前述的便携式水电机组振动摆动数据检测系统，通过模拟信号采集模块采集水电机组的摆度信号和振动信号；通过模拟量输入调理电路中的放大电路对输入信号进行放大处理，通过模拟量输入 调理电路中的滤波电路对放大后的信号进行6阶抗混滤波；采用A/D转换器对滤波后的信号进行A/D转换，转换后的数据经由SoC嵌入式内核显示在触摸屏显示器、存储在存储器中。 

SoC嵌入式内核与作为上位机的PC机相连用于与上位机进行通信，并将转换后的数据传输到上位机。 

SoC嵌入式内核与触摸屏显示器相连，通过触摸屏显示器显示采集的数据或数据变化曲线。 

硬件系统能满足0.5Hz以上频率信号测量、处理要求，信号测量精度达到0.2％的要求。 

传感器、硬件系统电路板由大容量电池供电，持续供电时间大于5小时，大容量电池具备快速充电功能。