[发明专利]机器状态无线监测设备、方法和系统

权利要求书

1.一种机器状态无线监测方法，包括机器状态无线监测设备，所述机器状态无线监测设备包括至少一个用于实时监测机器状态数据的无线监测器、与无线监测器通过自组无线网络连接通讯的网络协调器以及与网络协调器连接通信用于将机器状态数据上传至云平台的数据采集设备，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

S1：在监测模式下，通过无线监测器内的加速度传感器和温度传感器实时采集机器的加速度和温度数据；

S2：无线监测器对采集到的数据进行前端处理后进行算法处理；

S3：网络协调器通过自组网络实时采集无线监测器中处理后的数据，并将上述数据通过数据采集设备上传至云平台；

S4：无线监测器开启故障诊断模式，当监测数据无异常即进入低功耗模式，重复上述步骤S1和步骤S2；当监测数据异常时，输出故障报警，更新故障状态指示灯，等待巡检时检查、确认故障信息；

S5：接入云平台的用户通过手持终端或PC机网页接收到故障推送信息，未接入云平台的用户通过手持终端连接无线监测器，查看故障类型和发生异常时的监测输出数据；

S6：现场人员现场查看故障类型和监测输出数据，并切换到检测模式对故障进行定性、定量分析；

所述的步骤S2中算法处理的过程包括振动加速度数据处理方法和温度数据处理方法，所述的振动加速度数据处理方法包括以下步骤：

S11：连续采集一段时间内的振动加速度数据；

S12：对采集到的振动加速度数据根据下列公式进行信号插值处理：x_n＝x_in*w_n n＝0,1,2.....，其中：x_in是采集到的振动加速度数据，是宽度为2^N的矩形序列，x_n是插值后的数字序列，使x_n的信号点数为2^N，N为整数且≥1，满足FFT算法需求；

S13：对插值处理的数据x_n根据下列公式进行FFT变换，其中x_2r和x_2r+1为数字序列用于表示x_n，W^*k为变换因子，X_k是x_n的FFT变换序列；

S14：对振动加速度数据的FFT变换序列X_k根据下列公式进行一次频域积分求速度，对振动加速度数据的FFT变换序列X_k根据下列公式进行二次频域积分位移，其中：

式中：f_d和f_u分别为下限截止频率和上限截止频率；Δf为频率分辨率，e^j2πkr/N为积分相位因子，Y_v为一次频域积分后的数字序列，Y_s为二次频域积分后的数字序列；

S15：对上述一次频域积分后的数字序列和二次频域积分后的数字序列分别根据下列公式进行傅里叶反变换，

其中：为变换因子；

S16：对上述傅里叶反变换速度序列和傅里叶反变换位移序列分别根据下列公式求速度均方根值和位移均方根值，其中：为速度的傅里叶反变换序列i点数据平方，V_RMS是速度有效值；S_pp＝Max(s_i)-Min(s_i) i＝1,2...N，其中：s_i:位移的傅里叶反变换序列I点数据，S_pp:是位移峰值；

S17：对上述步骤S15中的v_n和s_n根据下列公式再次进行FFT变换，求速度、位移的FFT频谱，其中：v_2r和v_2r+1为速度数字序列用于表示上述v_n，W^*k为变换因子；

其中；式中s_2r和s_2r+1为位移数字序列用于表示上述s_n，W^*k为变换因子；

S18：对上述步骤S17求得的速度、位移频谱分别根据下列公式添加窗函数，改善FFT频域性能，V_n+＝V_n*w_n，S_n+＝S_n*w_n，其中w_n是一个长度为N的窗函数，V_n是上述步骤S17中求得的速度的FFT频谱序列，V_n+是加窗后的FFT频谱序列，S_n是上述步骤S17中求得的位移的FFT频谱序列，S_n+是加窗后的FFT频谱序列；所述的温度数据处理方法包括对采集的温度数据根据下列公式进行加和求平均，