[发明专利]圆锥破碎机振动数据采集与预处理方法

权利要求书

1.一种圆锥破碎机振动数据采集与预处理方法，其特征在于利用多个加速度传感器对圆锥破碎机传动轴与圆锥破碎机底座进行振动数据采集，并通过对多个振动包络采集卡的CPU进行编程，对采集到的数据进行带先验项的滑动平均处理，再对这些经过一次滑动平均处理后的数据再进行二次滑动平均处理生成先验项R_n，其中，n为加速度传感器的编号，将这些数据的先验项进行比较就能找到未能正常工作的加速度传感器，提前过滤掉异常加速度传感器的异常数据，包含了以下步骤：

1)加速度传感器的分布与连接

根据圆锥破碎机的结构，测量振动信号通过对圆锥破碎机传动轴的支架与基座的四周分别对称安装加速度传感器使之达到数据采集目的，并将这些加速度传感器连接到振动包络采集卡上；

2)振动包络采集卡控制双传感器进行分时同步采样

将两个加速度传感器接到一个双通路振动包络采集卡上，由振动包络采集卡统一控制，触发脉冲间隔0.30ms；以同步的触发脉冲控制加速度传感器的选通采样，分时采样的方式则提高了整体采样的频率；1#加速度传感器和2#加速度传感器采集到的正常振动信号，经过在同一时间域直接相加就可以得到一条更高频率的采样信号；

其中，f₁、f₂为1#加速度传感器、2#加速度传感器采集到的信号，F₁为1#加速度传感器和2#加速度传感器的拟合信号；当一个尖峰脉冲被一个加速度传感器采集到，先用先验项代替本次采样，当分时同步采样的另一个加速度传感器也采集到尖峰脉冲信号，则说明该信号可能是故障信号，要保留，否则舍弃该尖峰脉冲信号；

3)对加速度传感器采集到的数据进行先验滑动平均处理

连续时间域的加速度信号经过两次积分变换后变为振幅信号，而实际上采样信号是离散信号，利用如下公式计算，

V_x＝V_x-1+a_x×T (2)

当x≤1时，V_x-1＝0其中，V_x为当前采样点的速度值，V_x-1为上一采样点的速度，a_x为当前采样点的加速度，T为采样周期，x为当前待处理信号位置；进一步地，可以计算振动信号幅值，

其中，V_x为当前采样点的速度值，V_x-1为上一采样点的速度，f_x为当前采样点的振动幅值，T为采样周期，x为当前待处理信号位置；通过对采集来的信号进行实时的预处理为后续的故障诊断工作提供更优质的数据；

加速度传感器采集来的振幅信号为f，通过对振幅信号f进行滑动平均处理使之成为相对平滑的信号F，

当x1时，f_x＝0，其中，Fi为进行滑动平均处理后的离散的振幅信号，x为当前待处理信号位置，f_x为当前采样点的振动幅值，i为当前采样点数；为了克服随机脉冲信号的干扰，采用添加先验项的方法来过滤随机脉冲干扰；先假定一个先验项R，该先验项R不采用人为设定的方法，由振动包络采集卡根据采集的数据进行自动生成，其中

i为当前采样点数，x为当前待处理信号位置，δ为人为设定的可接受的波动范围的临界值，实际中取

δ＝F_max-F_min (6)

F_max为最近五次F_x取值中的最大值，F_min为最近五次F_x取值中的最小值；这个数值保存在振动包络采集卡中并自动更新；由于采用了双传感器分时控制，对于瞬时的尖峰脉冲要过滤，而持续的尖峰信号则需要保留作为后续故障诊断的重要依据；

4)找出并过滤异常加速度传感器采集的信号，提高数据有效性

分别对各部分加速度传感器信号的先验项进行相互比对，可以找出偏离各部分平均先验项较大的异常信号，并以此来找到发出异常信号的加速度传感器，并以此来找到发出异常信号的加速度传感器，并对加速度传感器进行更换和修理，保证了采集数据的可靠性；

其中，为各信号先验项的平均值，R_n为各信号的先验项，n为测量部分各传感器编号，m为测量部分的加速度传感器总数；将采集到的信号进行相应的先验项比对，即可找出异常的信号；对于不能正常工作的加速度传感器，可在机器停车后拆卸维修或替换。

2.根据权利要求1所述的圆锥破碎机振动数据采集与预处理方法，其特征在于所述的多个加速度传感器包括6个加速度传感器对圆锥破碎机传动轴和圆锥破碎机底座进行振动数据采集，所述的振动包络采集卡包括3个振动包络采集卡，所述的3个振动包络采集卡连接所述的6个加速度传感器并接收由加速度传感器采集来的信号，所述的3个振动包络采集卡连接1个数据采集器。