用ADSP2181实现旋转机械整周期采样

旋转机械状态监测、故障诊断仪器应具有实时测量转速和对振动信号进行整周期采样的功能,旋转机械转速的连续变化又要求该类仪器的采样频率能够连续可调,这在硬件的实现上存在困难.该文采用ADSP2181的可编程定时器,应用软件和硬件相结合的方法,较好地解决了这一难题,在相同测速精度下,可从几转到几十万转实现对振动信号的整周期采样.     

振动信号非整周期谐波分析的验证与改进

旋转机械轴系振动信号是以转速为基波的周期信号。传统旋转机械振动分析以转速作为基准,通过锁相倍频的方式对振动信号进行整周期采样及谐波分析。但是由于转速的变化,采样周期与转速周期不可避免的偏差,带来的采样误差严重地影响了数据分析的精度。本文对非整周期采样算法进行了试验验证,并加以改进和完善。将改进后的非整周期采样谐波分析法应用于旋转机械的振动信号数据采集及分析上,可以突破整周期采样的局限性,使谐波分析结果达到较高的相位和幅值精度。     

基于PC的水轮机组多通道振动数据采集系统设计

提出了一个基于PC的水轮机在线多通道振动数据采集系统的设计方案．对数据采集系统的特点进行了分析,采用中断＋FIFO的方式对多通道振动信号连续采集,并通过插值算法进行二次采样,得到了准同步整周期信号．在此基础上,用数字滤波算法去除了信号干扰,并对采集系统的精度进行了检验,结果表明,通过二次采样所得的信号与同步整周期采样的信号基本一致,可以满足振动监测的需要．     

基于呼吸信号的驾驶员疲劳状态实时监测系统

针对疲劳驾驶导致交通事故多发，提出一种三维疲劳评定方法用于确定驾驶员的真实疲劳状态，利用经验模态分解、信号重构等信号分析技术提取呼吸信号的周期、周期标准差、幅值、幅值标准差和哈欠频繁次数等作为判定疲劳的特征参数。通过构建驾驶员疲劳状态监测系统和大量的模拟驾驶试验证明这些特征参数能够有效地反映疲劳状态，为该系统现场实际应用奠定了基础，对于减少因疲劳驾驶造成的交通事故具有重要的应用价值。     

积分滤波非线性拟合科氏流量计驱动系统改进

稳定振动的流量管保证着科氏流量计流量测量的准确性,而维持流量管振动的关键是流量计驱动系统。针对科氏流量计模拟驱动电路起振速度慢、受随机干扰影响振动不稳定问题,研发基于积分滤波非线性拟合法改进驱动系统。改进驱动系统采用积分滤波方法削弱传感器信号中随机干扰,应用非线性拟合法对积分信号进行频率估计,然后合成驱动信号驱动流量管振动。改进驱动系统中积分滤波可以有效抑制随机干扰,非线性拟合法考虑信号整体不受个别采样信号影响,提高频率测量精度与增强振动稳定性。仿真实验表明,基于积分滤波的非线性拟合法具有较高的频率测量精度,适用于流量计起振频率估计与振动频率监测。实际改进驱动系统测试表明,改进驱动系统提高了流量计起振速度,增强振动稳定性。     

往复机械故障分析及诊断方法

往复式机械设备的结构复杂,运行不平稳,其故障诊断技术有待深入研究。文中对往复机械的常见故障进行了介绍,并介绍了在往复机械状态监测与故障诊断中常用的监测信号、信号特征提取方法及故障识别方法,比较了各种监测信号及特征提取方法的优劣,并分析了制约往复式机械故障诊断发展的技术难点,并针对性地提出了解决这些技术难点的方法或可能的发展方向。     

往复机械故障分析及诊断方法

往复式机械设备的结构复杂,运行不平稳,其故障诊断技术有待深入研究。文中对往复机械的常见故障进行了介绍,并介绍了在往复机械状态监测与故障诊断中常用的监测信号、信号特征提取方法及故障识别方法,比较了各种监测信号及特征提取方法的优劣,并分析了制约往复式机械故障诊断发展的技术难点,并针对性地提出了解决这些技术难点的方法或可能的发展方向。     

基于冗余信息量的设备行为可预测性的研究

为了定量评估机械信号的可预测性，从而正确预测机械运行状态，文中提出了一种应用Bootstrap技术和冗余信息量相结合来评估各种类型机械信号的新方法．根据对周期信号、准周期信号、混沌信号、随机白噪声信号以及一组实际振动数据的冗余信息量的估算结果，得出信号的最大可预测极限，从而在很大程度上为提高机械设备长周期运行提供了依据．研究结果表明，该方法能定量地表示机械信号间的相互依赖关系，为准确预测机械运行状态提供了充分的依据．     

汽轮机主辅机状态监测系统的数据分析

汽轮机主辅机状态监测系统在监测辅机状态时采用的是与汽轮机主机相同的键相信号,针对汽轮机辅机采样信号与键相信号不同步的现状,对辅机从TSI系统的传感器缓冲接口采集来的数据进行整周期截断处理,这样能更准确的估计汽轮机各辅机设备的运行状态。     

真空断路器在线监测系统的设计

介绍了真空断路器的基本工作原理,以现代状态检修概念为基础,利用各种传感器技术对真空断路器进行在线工作状态的数据采集,并对数据进行处理和判断,实现对真空断路器的在线实时状态监测.在数据处理中提出了一种新的关于真空度判断和振动信息分析的方法:利用开断时间参数,根据数理统计规律,采用趋势预测方法来判断断路器的状态好坏.对于振动信息,采用了积分参数法进行分析,能够有效的判断出机械机构的状态,并设计了一套真空开关在线监测系统.     

多功能动物声信息分析处理系统的开发研究

在研究动物的声行为和环境动物声音监测中，均需要专门的分析工具。新开发的多功能动物声信息分析处理系统，集时域、频域和音图等多种分析功能为一体，频域分析带宽精度可达2．6Hz，尤其是在长时间声音的平均频谱和音图分析方面有独到的功能。分析结果可以多种图形方式表征。它不仅是动物声行为和有关声学研究方面的基本工具，而且在发声动物群落的调查与辅助生物多样性监测方面有特殊的用处。     

靖—咸原油管线泄漏报警检测系统试验研究

靖安—咸阳输油管道全长463km,沿线设有6个泵站,用SCADA系统进行监控、管理,用北京中加诚信管道公司基于负压波原理编制的PIPELEAK3.1软件对管道沿线的泄漏进行报警监测。为了验证检漏系统的适用性,分别在靖安—王窑段、杨山—洛川段和耀县—咸阳段三个管段上选择阀室进行泄放模拟试验,试验结果表明：当管线处于满流工况时,该检漏系统能够及时准确的定位,并能计算出泄漏量。由于管线处于满流工况对生产存在不利,偷盗油事故的存在使得该系统的适用性存在一定的限制,因此调度人员应根据生产实际情况结合该系统并引入辅助检测手段对管段作出详细分析,发挥该检漏系统应有的作用。     

嵌入式旋转机械状态监控与故障诊断系统研究

从实现具有自监控、自诊断能力的智能化机械设备的角度,系统介绍了面向Internet的、具有远程监控、诊断、维护和升级能力的嵌入式旋转机械智能状态监控与故障诊断系统的实现技术.该系统采用数字信号处理器(DSP)及嵌入式计算机,实时检测并存储设备运行的转速、振动等信息,由DSP进行故障信号处理和特征分析,并通过自定制的嵌入式Linux操作系统实现了面向Internet的远程软件升级和系统维护,其内嵌的基于移动代理的嵌入式诊断软件可以通过局域网或Internet与远程故障诊断中心自动交互诊断信息,实现协同诊断,有效地提高了设备状态监控与故障诊断系统的智能化水平.     

新型光学编码器在大坝水位计量中的应用

在大坝、水电站、水库等水利工程中,常采用各类水位计量装置来实时检测水位变化情况。文章采用浮子式结构的水位计量系统,使用新型光学编码器作为水位信号采集装置,并介绍了该编码器的基本原理和工作特性。同时,从系统整体构架入手阐述了系统结构的设计方案,详细说明了编码器与系统的硬件接口电路和软件设计思想,最后由总体精度实验给出了该系统的综合精度指标。     

气缸压力监测下车用多缸发动机燃烧状况分析系统

为了提高车用多缸发动机的运行效率，在气缸压力监测条件下，采用Visual Basic 6．0软件研究开发了多缸车用发动机燃烧状况分析系统。通过对气缸压力监测信号的去噪声处理，该系统能实现气缸压力数据、上止点信号、曲轴转角信号的实时采集以及燃烧状况的分析与数据处理。结果表明，随着过量空气系数n的增加，四缸发动机火花塞附近混合气浓度最高，混合气浓度随离火花塞的距离的增大而降低，导致燃烧时间加长；当过量空气系数n增至1.386时，起燃时间提前，起燃后快速燃烧，但燃烧结束的时间延长。根据燃烧状况分析结果，对多缸车用发动机的气缸压力与排气温度进行调节，使车用发动机的输出功率得到明显提高。     

一种复合材料结构冲击定位集成监测系统

为提高复合材料结构冲击定位的实时性以及监测系统的集成度,研制了一套基于PXI总线的结构冲击定位集成监测系统.设计了基于PXI总线的四通道程控增益电荷放大器和声发射触发器.插卡式硬件将微弱的电荷信号转换为电压信号,并实现4级放大控制和宽频带的滤波以及产生多路信号的超阈值触发信号.集成软件基于VC++开发平台,结合Matlab定位算法,用于控制硬件工作和处理采集到的传感信号以对结构的状态进行评估.定位算法利用修正后的声源与传感器间的波达时间,根据四点圆弧定位算法得到冲击源坐标.最后,在飞机油箱的碳纤维复合材料结构上对该系统的功能进行了验证研究.实验结果表明,该系统能够在线监测结构的冲击,并准确判断冲击位置,误差小于2cm.该系统集成度高、结构紧凑、便于携带,有利于推动被动监测的工程应用.     

虚拟仪器在气固两相流参数测量中的应用

研究虚拟仪器在气固两相流特性参数测量中的应用. 对比了虚拟仪器与传统仪器的优势,以火电厂管道煤粉质量流量在线监测系统为对象,在系统组成和程序设计方面对虚拟仪器系统的设计进行了介绍,给出了系统主界面、信号处理分析、数据操作处理和远程监控的设计与实现. 结果表明,利用虚拟仪器技术缩短了整个监测系统的研究开发周期,节省了成本,易改进和升级,具有较好的应用前景.     

电磁驱动式线圈发射器触发策略与实现

驱动线圈在电枢运动到最佳触发位置时的同步触发放电是多级感应线圈发射器研究过程中的难点.通过最佳触发位置特性分析,提出根据电枢初速得到最佳触发位置的触发策略,通过数值仿真得到电枢速度和驱动线圈最佳触发位置之间存在的函数关系,采用光电测速和软件延时相结合的控制策略,实现了任意速度下电枢的同步触发控制.设计了系统的光电测速电路、高压触发脉冲发生电路、控制电路和程序流程图,并通过试验验证了触发系统工作的可靠性和一致性.     

基于GSM的油井监控系统

为了及时掌握油井状态,对GSM系统进行了研究,分析了GSM的短消息业务,设计了以GSM网络作为远程信号的传输平台的油井监控系统,系统采用短消息方式进行数据传输.系统包括硬件设计和基于PC的监控软件设计2部分,其中硬件电路设计包括监测终端和监控中心2部分;监控软件采用Java语言编写,具有报警显示、图表监视器、统计图表、打印报表等多个功能,可对报警信息进行处理.通过现场的调试和实验,系统能够很好地实现对油田井口的监控.     

声音信号频谱检测仪设计

对声音信号进行频谱分析,是认识声音信号和处理声音信号的重要方法,因而基于声音信号频谱检测具有重要的意义。通过使用FPGA微处理器对声音信号频谱进行检测,并通过Altera公司的Quartus II软件、相关IP核以及硬件描述语言VHDL完成对声音信号的采集、量化、存储、快速傅里叶变换(FFT)、滤波、计算声强等一系列功能,通过测试实现了声音频谱的前端监测,同时结合VGA直观地显示动态信号特征,真正达到了对声音信号频谱的动态监测。经过实验验证,该设计可以准确检测出声音信号频谱并动态地显示出来。