转子径向振动测量方法的研究

转子径向振动测量方法的研究

论文摘要

目前测量转子振动径向位移大多采用电涡流传感器,电涡流传感器是利用电磁效应原理来对其进行测量的,因此电涡流传感器就要求被测对象周围不能有电磁干扰,此外要求被测对象必须是单一金属材料,并且材料均匀。然而现在到处都有电磁干扰,在一些应用场合还经常使用合金转子,这样目前的测量方法已不能满足工业生产的需要,势必要寻求一种新的测量方法。基于这些原因,本文提出一种测量方法,该方法用线阵CCD作为图像传感器,并把其置于转子的径向,在照明系统和成像系统的作用下,转子振动量成像在CCD光敏面上,CCD在外围驱动电路作用下,输出视频信号,把该信号经过放大、滤波和浮动阈值二值化处理后,形成矩形脉宽,这个脉宽代表转子径向振动位移量大小,计数器对该脉宽进行填脉冲式计数,单片机采集所计数值,并把该值通过简易USB接口上传给计算机,上位计算机对采集的数据进行处理,进行傅立叶、小波变换可以及时的发现转子有无故障,出现故障的时刻。这样用线阵CCD传感器、计数器、单片机、简易USB接口与计算机组成测量系统。根据上面测量原理,本文设计了光学系统、硬件电路系统、软件系统,实验证明该方法可以实现中低速转子径向振动位移测量,克服了电涡流传感器对测量环境和对被测对象要求苛刻的缺点。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1. 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 课题任务及意义
  • 2. 测量原理及设计方案
  • 2.1 激光三角测量法
  • 2.2 线阵 CCD 测量转子振动法
  • 2.3 本章小结
  • 3. 光学系统设计
  • 3.1 照明系统
  • 3.2 远心光路的应用
  • 3.3 光学系统参数计算
  • 3.4 本章小结
  • 4 硬件系统设计
  • 4.1 概述
  • 4.2 光电转换器件CCD
  • 4.3 TCD141C 驱动电路
  • 4.4 信号调理
  • 4.5 单片机数据采集系统
  • 4.6 接口电路
  • 4.7 本章小结
  • 5 软件系统设计
  • 5.1 概述
  • 5.2 单片机软件设计
  • 5.3 上位机软件设计
  • 5.4 本章小结
  • 6 实验与信号分析
  • 6.1 测量系统调试
  • 6.2 测量系统精确标定
  • 6.3 静态实验考核与分析
  • 6.4 转子振动信号测量与分析
  • 6.4.1 傅立叶变换
  • 6.4.2 小波变换
  • 6.4.3 小波变换与傅立叶变换对比
  • 6.5 两种异常振动信号分析
  • 6.6 本章小结
  • 7 误差分析
  • 7.1 各项误差分析
  • 8. 结论与展望
  • 展望:
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A 电路原理图
  • 附录B 部分单片机代码
  • 附录C 实验图片
  • 相关论文文献

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