[发明专利]一种手持式测振仪及其信息提取方法

说明书

本发明公开了一种手持式测振仪及其信息提取方法，该测振仪和方法旨在解决现今的便携式测振系统功能简单，测量精度、测量值稳定性和测量数据的可用性比较差，同时，较高精度的振动测量系统便携性差，价格昂贵，不利于推广使用的技术问题；该测振仪硬件包括：电源系统、单片机模块、传感器模块、信号调理模块等；电源系统分别与单片机模块、传感器模块、信号调理模块、液晶显示及键盘模块电信号连接，单片机模块分别与信号调理模块、液晶显示及键盘模块、外扩数据存储器及USB接电信号连接，传感器模块与信号调理模块电信号连接。该测振仪和方法通过相应的结构和运算方法，实现了设备精度高、体积小、功能强、抗干扰强、成本低、可靠性强的效果。

技术领域

本发明属于机械与电子信息技术领域，尤其涉及一种机械振动监测设备及其信息提取方法，具体涉及一种手持式测振仪及其信息提取方法。

背景技术

机械振动是机器的一种属性，当机器运转过程中出现异常情况时，一般会出现振动的加大和变化，通常可以根据对振动信号进行测量处理和分析识别的结果，在设备不停机、不解体的情况下，对故障的原因、部位以及劣化程度进行诊断。尽管旋转机械的振动问题往往是由多种因素综合所致，但是各种类型的振动仍有其固有属性，除振动发生过程和振动特征上的表现有所不同外，通常振动频谱可以比较完整地反映出振动的性质，可以根据测量的振动频谱分布查找引起振动异常的原因。

目前，现有的振动测试系统存在的缺点主要表现在：

1.目前使用的便携式测振系统对传感器信号大多采用模拟处理方法，这样使得仪器的测量精度、测量值稳定性和测量数据的可用性比较差；

2.目前使用的便携式振动测试系统的功能简单，不能满足现场测试的基本要求；

3.较高精度的振动测量系统便携性比较差，体积大，不便于在工业现场灵活使用；

4.进口振动测试系统价格昂贵，不利于广泛应用。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种手持式测振仪及其信息提取方法，该测振仪和方法旨在解决现今的便携式测振系统功能简单，测量精度、测量值稳定性和测量数据的可用性比较差，同时，较高精度的振动测量系统便携性差，价格昂贵，不利于推广使用的技术问题；该测振仪和方法通过相应的结构和运算方法，实现了设备精度高、体积小、功能强、抗干扰强、成本低、可靠性强的效果。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种手持式测振仪，本手持式测振仪硬件包括：电源系统、单片机模块、传感器模块、信号调理模块、液晶显示及键盘模块、外扩数据存储器及USB接口；电源系统分别与单片机模块、传感器模块、信号调理模块、液晶显示及键盘模块电信号连接，单片机模块分别与信号调理模块、液晶显示及键盘模块、外扩数据存储器及USB接电信号连接，传感器模块与信号调理模块电信号连接；其中，信号调理模块由电荷放大器、高增益电压放大器、低通抗混淆滤波器串联连接组成。

在本发明中，软件包括ARM的软件、数据处理程序、USB接口编程实现外扩数据存储器编程和基于嵌入式原理的文件存储系统软件；而且，CPU采用LPC768芯片，使得测振仪诊断速度快、小型，而且成本低。

本发明采用了嵌入式系统的原理创建了数据文件存储系统，结构化的文件存储系统减少了信号输入输出用到大量的数据所需的时间，并且节省了单片机运行内存空间。

本手持式测振仪由压电式加速度传感器获得被测物体的振动加速度信号，由传感器信号电缆将加速度电压信号送入手持式测振仪进行处理。手持式测振仪可完成位移、速度、加速度信号的转换，电压信号的放大、滤波，电压信号的数字化，测量数据的显示。本手持式测振仪运用包含P87LPC767芯片CPU的单片机和ZOOMFFT算法相结合，可以快速完成对振动的测量及数据处理。