[其他]一种便携式动平衡仪

说明书

本实用新型属动不平衡振动信号分析仪领域。

拾振传感器对旋转机械转子振动检测过程中，不仅检测到由于不平衡量引起的与转子转速同频的信号，而且还会检测到各种干扰噪声。有时，这些干扰噪声比不平衡量引起的信号大得多，甚至淹没所要提取的不平衡信息。因此，在动平衡工艺过程中，需要有一种装置能从复杂的噪声背景下，准确提取转子的不平衡引起的振动幅值和相位，作为消除不平衡量所引起的振动的参考信息。

目前，这类仪器多数采用相关滤波原理。日本明石公司生产的DEp－E动平衡仪，采用方波相关原理。它用光电传感器输出的参考方波与振动信号进行互相关处理，结果保留了两者共同的频率成分，滤除了其它干扰。因参考方波中含有基频（与转子转速同频）成分和基频的各次奇次谐波，所以当拾振传感器所测得信号中包含基频的奇次倍频干扰成份时，就会与不平衡量引起的信号一起被检测出来。因此会影响平衡效率。DEp－E动平衡仪可用于现场动平衡。工作频率范围为3Hz－1000Hz相角精度为满刻度值的±10％。该仪器滤除奇次倍频干扰能力差，相角精度较低。我国生产的ZDF－1通用振动分析仪，采用开关电阻跟踪滤波器作为主滤波环节，它具有滤除奇次和偶次谐波干扰的能力，但为了滤除中心频率附近的近频干扰，Q值需作得比较高。因此，它的相频特性在中心频率处变化剧烈，使得信号相位容易受环境温度的影响。

本实用新型提供一种便携式动平衡仪。它具有以下的功能和性能：

1、当作为动平衡仪使用时，能自动跟踪旋转机械转子的转速，实现跟踪滤波，有效地抑制各种干扰，抑制温度对相位的影响，工作频率范围为3Hz－1000Hz，相位精度小于±3°，价格便宜，仅为DEp－E动平衡仪的三分之一左右。具有幅值、相角、转速输出及数字显示。

2、面板上设置手动扫频旋钮，可改变参考信号频率，对振动信号进行谱分析。在作谱分析时，可给出幅值及转速输出和显示。

本实用新型由一级Q值3－5的开关电阻跟踪滤波器、两级并联的N分路滤波器串联组成。两级N分路滤波器带宽为0.5～2Hz，由于通带很窄能很好滤除中心频率附近的近频干扰成份。包含16个支路的N分路滤波器，它的每支路的依次导通由锁相环输出的f₀、2f₀、4f₀、8f₀的编码决定。它仅输出基频和所有整数倍频的信号。另一个N分路滤波器由8个支路组成，每个支路的依次导通，由2f₀、4f₀、8f₀编码决定。它仅输出基频的所有偶数倍频信号。两个N分路滤波器的输出相减可以消除所有偶次谐波干扰。第一级和第二级开关电阻滤波器，由于Q值为3～5，其相频特性曲线在中心频率变化缓慢，因此输出信号的相位不易受环境温度变化的影响。这两级开关电阻跟踪滤波器参数相同，当Q值为3时，其幅频特性如下式所示：

| K ( jω ) | = 1.71 ω ω 0 [ 1 - ( ω ω 0 ) 2 ] 2 + [ 0.286 ω ω 0 ] 2 ]]>