如何從振動(dòng)信號中提取轉(zhuǎn)速？

來源：深圳市森瑟科技發(fā)展有限公司 2023年03月13日 15:27

應(yīng)用背景：

旋轉(zhuǎn)機(jī)械行業(yè)常使用硬件方式來獲取轉(zhuǎn)速信號，但這種方式會(huì)額外增加人力物力，并且常會(huì)受到安裝條件的限制。為了解決硬件方式的諸多弊端，可用非轉(zhuǎn)速計(jì)方式獲取轉(zhuǎn)速，作為轉(zhuǎn)速測量的補(bǔ)充。東方所在對非轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)三維譜振分析的基礎(chǔ)上，提出了一種瞬時(shí)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法，和硬件獲取轉(zhuǎn)速對比，兩者的一致性很好。此方法為旋轉(zhuǎn)機(jī)械行業(yè)的轉(zhuǎn)速信號獲取提供了一種經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確和可靠的途徑。

旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)速獲取成為了工程部門的需求痛點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機(jī)械類的產(chǎn)品在制造業(yè)的應(yīng)用越來越多。對產(chǎn)品的振動(dòng)噪聲評價(jià)時(shí)，技術(shù)專家往往需要分析在特定轉(zhuǎn)速下設(shè)備的振動(dòng)和噪聲信號，從而判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障原因。在獲取轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，可應(yīng)用多種高級分析方法，如轉(zhuǎn)速三維譜振、階次分析、伯德圖等。

目前常用的轉(zhuǎn)速獲取方式

傳統(tǒng)的測量轉(zhuǎn)速方法是安裝各式各樣的轉(zhuǎn)速傳感器（例如光電、磁電傳感器）獲得鍵相脈沖信號。

硬件測量轉(zhuǎn)速方式的不足

使用了轉(zhuǎn)速傳感器就會(huì)增加測試環(huán)節(jié)，需要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)留出通道進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量。在某些應(yīng)用場景下，現(xiàn)場安裝轉(zhuǎn)速傳感器十分不方便，甚至沒有安裝空間。

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的測量，需要定制工裝才能安裝轉(zhuǎn)速傳感器

2、對于加防護(hù)罩的某些電機(jī)，防護(hù)罩阻擋了傳感器的安裝，導(dǎo)致根本沒有安裝空間

3、軌道車輛轉(zhuǎn)速的測量，需要在車下輪對位置布置傳感器，走線麻煩而且非常危險(xiǎn)

原理介紹

瞬時(shí)轉(zhuǎn)速估計(jì)是在三維譜振分析圖中自動(dòng)識(shí)別階次曲線，通過此曲線對原始信號進(jìn)行濾波得到一組窄帶信號。通過對窄帶信號的瞬時(shí)頻率進(jìn)行估計(jì)得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)速估計(jì)對比驗(yàn)證

為驗(yàn)證轉(zhuǎn)速估計(jì)軟件的效果，實(shí)際測量一組電機(jī)運(yùn)行過程中的振動(dòng)信號。通過對測量的振動(dòng)信號進(jìn)行轉(zhuǎn)速估計(jì)得到一組轉(zhuǎn)速信號，同時(shí)通過光電轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)際測量一組電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，對兩種方式得到的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行對比。

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