专利名称：旋转机械在线灵敏状态监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械振动监测技术，特别涉及旋转机械在线监测技术。
众所周知，利用设备状态监测技术，监测设备运行的实际状态，结合采用信息分析和处理方法，可以比较准确地了解旋转机械的实际运行状况，及时发现旋转机械的故障征兆，从而为合理安排旋转机械的维修，保证旋转机械的正常运行，节约维修费用提供可靠的技术保障。振动监测技术是目前比较普遍采用的应用于旋转机械状态监测基本方法。当动设备内部发生异常，一般都会伴随着出现振动加大和工作性能的变化。通过对机械振动信号的测量和分析，可不用停机和解体就可对动设备的劣化程度和故障性质有所了解，并且现在的测量方法都比较齐全，简单易行，所以工程应用比较广泛。目前，基于计算机的旋转机械在线状态监测系统对于设备振动信号的处理过程一般包括测量、采集和信号处理三个阶段，即振动信号经振动传感器测量，再经数据平台A/D转换进行数据采集，信号处理阶段将原始数据进行处理，提取特征数据加以存储后，形成历史数据库，然后根据一定的算法确定设备报警信息，据以报警并给出维修参考数据。因此，一般的旋转机械在线状态监测系统从功能上包括数据采集、计算机信号处理以及计算机对信号处理得到数据的报警监测和历史数据存储等。其中，振动信号直接进入采集口，通过数据采集(A/D转换)的硬件以及该硬件的软件驱动程序来完成。
现有技术采用串行法采集旋转机械各振动测点，各测点的采集存在时间差。这种串行振动信号采集丢失了振动信号间的横向可比较性。此外对于现场机组，振动的增大往往由过程参量的变化而引起，这种数据采集由于不对过程量进行采集，忽略了振动信号和过程量信号间的相关性。另外，目前的数据采集是固定频率采样，即根据采集时间，截取振动信号的一段，根据频谱分析原理，将截取得到的振动数据进行周期延拓，这时在周期延拓接合处将发生跳变。这一跳变将引起频谱分析的泄漏。周期延拓信号也不能反映原始信号。根据信号分析原理，在对上述周期延拓得到的函数进行傅立叶变换时，将产生致命的″泄漏效应″。
对于谐波信号，理想频谱只有一根谱线，由于对信号进行非整周期采样，因此采样得到信号数据的频谱分析将产生泄漏，体现在频谱上为多根谱线，而且，最高谱线并非是理想分析时谱线的位置，一般情况下，由于信号谱线不在窗谱函数频谱的主瓣中心，由峰值谱线反映的频率和幅值都不准确，相位误差更大。从理论上分析，不加窗(如矩形窗)时，最大误差高达36.4％，相位误差为+/-90度。由于相位信息为0-360度，这样误差的相位信息将毫无用途，这种情况下，将丢失振动信号中的一半信息量----相位信息。为了解决泄漏带来的误差，人们往往对采集的信号进行加窗函数处理。从时域上进行分析，对被截取的振动信号进行加窗的目的是尽量克服频谱分析时周期延拓的跳变，一般是在原始采集信号上迭加相应的窗函数。但根据信号分析原理，仍存在误差，幅值误差有所减小，例如，汉宁窗为0-15.3％，汉明窗为0-18.3％，相位误差不变，仍为+/-90度。可见，加窗仍然不能克服传统信号采集所带来的缺点，虽然可减小幅值误差，但并不会减小相位误差。同样会丢失振动信号中的另一半信息量----相位信息。
状态监测系统的计算机信号处理主要是指系统首先将采集得到的振动信号(电压信号)变换还原为原始的时域波形信号(一般以微米为单位)，再通过FFT等信号处理手段将振动的时域信号转化为频域信号(频谱)，最终从振动的频域信号中提取的相关数据，即振动特征数据。这里的振动特征数据包括振动的总振值、各个倍频的幅值和相位以及残余量等。其中，总振值是指振动时域信号的峰峰值，即波峰和波谷的差值；各个倍频的幅值和相位是系统通过FFT变换将振动的时域信号转化为频域信号(频谱)，然后再在振动信号的频谱中提取感兴趣的特定频率点上的幅值和相位，如0.5倍频、一倍频、二倍频、三倍频、四倍频等，这里的倍频是相对工频而言的，如旋转式机组转子的转动频率。残余量是指振动信号的能量减去已经提取的各个倍频上的能量后残余的部分，用来反应除去各个特征频率外，其他频率上振动能量的大小。报警监测指将振动特征数据与设定的报警门限进行比较，如果超出门限范围，则产生报警信息。报警监测是用来反应设备产生的故障或故障征兆的。目前的报警监测一般只对振动信号的总振值进行监测，总振值为一标量，相应的监测为一标量监测。一般对于一个振动测点，包括两个报警门限预报警和主报警。报警门限类型单一。而实际动设备故障的发生往往与振动的0.5倍频、一倍频、二倍频、三倍频、四倍频等特征频率有关，但目前的监测并不对这些量进行监测。因此可能会漏掉很多故障征兆的报警。
振动信号的原始波形和特征数据的历史数据存储也是在线状态监测的重要环节，在目前监测中，历史数据存储都采用基于时间的存储机制。具体方法包括1)基于时间平均存储的方法。即系统每一分钟将分钟缓冲区内的数据进行平均，然后存入小时缓冲区，以此类推，正点时将小时缓冲区内的数据平均存入日缓冲区。
2)基于时间瞬时存储的方法。即根据系统设置，系统将某些设定时刻的监测数据直接存入历史数据库。如采用等时间间隔的历史数据存储方法。
3)“黑匣子”存储方法。该存储方法是对以上两种存储方法的补充，即设立故障追忆存储缓冲区，一旦设备发生故障停机，则可比较完整地保留设备停机前一段时间的振动信号数据。由于没有对故障或故障征兆数据与平稳运行数据区别对待，基于时间的历史数据存储方法所得到的历史数据不能复现机组运行的真实状态，许多设备运行的故障信息或被淹没在数据的时间平均之中或被直接丢失掉了。与此同时，历史数据库中又保存了大量的缺乏诊断价值的设备平稳运行数据，造成数据库存储效率低下。
如上所述，目前的旋转机械振动状态监测装置由于测量信号直接进入A/D转换口，对测量信号的幅度要求太严格，数据采集的适应性较小，超过采集范围的事件时有发生，影响数据采集的持续进行和采集精度。同时存在以下问题1．在数据采集上，采用串行采集方式，丢失了振动信号间的横向可比较性；
采用固定采样频率采集方式，使得在信号处理时可能发生“泄漏效应”，影响了数据的真实性；此外，目前的数据采集由于不对过程量进行采集，忽略了振动信号和过程量信号间的相关性。
2．在报警监测上，报警门限类型单一，不能对倍频矢量进行报警监测。
3．在历史数据存储上，不能复现机组运行的真实状态，容易丢失有分析价值的设备故障数据以及存储效率低下。
本实用新型为克服现有技术的不足之处而提出一种旋转机械在线灵敏状态监测装置，在测量信号与计算机数据采集口之间，加入信号预处理电路，使监测装置对测量信号的幅度的要求放宽，扩大了数据采集的适应性，提高了数据采集的精度，保证数据采集的持续进行。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术措施来达到设计、采用一种旋转机械在线灵敏状态监测装置，包括测量电路和带64通道数据采集卡的通用信号处理与存储计算机装置，其特征在于所述测量电路和通用信号处理与存储计算机装置之间还接有信号预处理电路。
本实用新型附图的简要说明如下

图1为本实用新型旋转机械在线灵敏状态监测装置的总体结构图；图2为所述旋转机械在线灵敏状态监测装置整机工作流程框图；图3为本实用新型所用振动信号预处理电路原理图；图4为本实用新型所用键相信号预处理电路原理图；图5为本实用新型所用过程量信号预处理电路原理图；图6为本实用新型所用信号预处理标准机箱外形图；图7为本实用新型所用信号预处理母板电路原理图。
以下结合附图详述本实用新型的最佳实施例。
一种旋转机械在线灵敏状态监测装置，包括测量电路1和带64通道数据采集卡38的通用信号处理与存储计算机装置3，其特征在于所述测量电路1和通用信号处理与存储计算机装置3之间还接有信号预处理电路2。
该64通道数据采集卡38为美国国家仪器公司National Instrument,NI的高速数据采集卡PCI-6071E或AT-MIO-64E-3。前者为PCI总线，最高采样速率可达1.25Mps。后者为ISA总线，最高采样速率可达500Kps。数据采集卡的数据采集分辨率为12位，可完成64路振动信号的并行数据采集，从而实现振动信号间的无相位差采样。由于数据采集卡拥有强大的可编程数据采集触发接口，可轻松完成转子触发的同步数据采集。数据卡上拥有高性能的程控放大电路，用户可通过设置软件或用户的应用软件实现对输入信号的压缩与放大，进而提高数据采集的精度。程控放大倍数可在0.5至100之间进行选择。此数据卡为一即插即用(PnP)，无任何跳线，一切设置均由软件完成。由于计数器的内部时钟为20MHz,可实现键相信号的高精度频率测定。对于工作在12000rpm的机组，转速测定误差将小于0.005％。数据采集卡专门配有相应的数据采集软件模块，使数据采集非常稳定和可靠。同时，这一平台上拥有较大容量的FIFO，可避免Windows平台下数据采集时数据丢失问题。数据传送方式有DMA、中断和I/O三种方式。
本装置采用的计算机3既可以是工控机也可以是商用机。主要通过软件实现对数据采集卡38得到的振动原始波形数据和过程量数据数字信号进行处理，并对振动原始波形数据和处理得到振动特征数据和过程量进行灵敏报警监测和历史数据存储。附图2整机工作流程框图描述了具体处理过程。
所述测量电路1分别包括振动传感器电路11，键相传感器电路12及过程量测量电路13。
所述信号预处理电路2又分别包括振动信号预处理电路21，键相信号预处理电路22及过程量信号预处理电路23。
所述振动信号预处理电路21和键相信号预处理电路22的输入端与相应传感器电路相接；所述过程量信号预处理电路23的输入端接过程量测量电路13。
所述信号预处理电路的输出端接数据采集卡38的对应输入端。
在进行复杂的测试时，所述振动传感器电路11和振动信号预处理电路21可以各有32个；所述键相传感器电路12和键相信号预处理电路22可以各有8个；所述过程量测量电路13和过程量信号预处理电路23可以各有32个。
本监测装置的信号预处理电路可对振动信号、键相信号、轴位移信号或过程量信号进行预处理，包括信号放大、电平转换、滤波等，以保证向数据采集装置提供符合要求的标准信号。在信号预处理的过程中，采用了跟踪滤波，交、直流分离处理等先进技术。
预处理电路可完成以下几类信号的变换1、键相信号，完成波形整形。将输入的-2-20V的振动脉冲信号变换为0--+5V的TTL电平脉冲信号。
2、振动信号将输入的-2_-20v电信号变换为0-+10V的信号。
3、过程信号将输入的1_5V双端信号变换为1_5V信号。
所述振动信号预处理电路21正、负信号输入端IN+IN-分别通过电阻R101、R102接运算放大器U11A的第2、3、脚负、正输入端，该负输入端第2脚与输出端第1脚间跨接反馈电阻R103，其正输入端第3脚经电阻R104接地，运放U11A的第1脚输出端还分别接电阻R107和R111，电阻R107的另一端接两电阻R105、R106并经电容C103接地，电阻R105、R106分别接运放U11B的第6脚负输入端和第7脚输出端，运放U11B的输出端与负输入端间跨接电容C104；电阻R111的另一端接运放U11D的第13脚负输入端，同时经两电阻R110和R112分别接U11D和U11B的输出端；运放U11D的第14脚输出端接开关电容滤波器U13的第8脚输入端；U13的第2脚时钟复位端CLKR接参考频率FREF，其第1脚时钟输入端CLKIN接高电位+5V，其第5脚输出端接运放U12D第12脚正输入端，U12D的第13脚负输入端与第14脚输出端相连后经电阻R113接可调电阻VR102一端，VR102另一端与活动端相连后接运放U12B第6脚负输入端，同时再经并联的电阻R114和电容C108接本运放第7脚输出端，该输出端再经串联的电容C107和电阻R116接运放U12C的第9脚负输入端。
所述运放U11B的输出端经电阻R108接电位器VR101,VR101的活动端接运放U11C第9脚负输入端，其另一端经R109接U11C的第8脚输出端，该输出端再经电阻R115接运放U12C第9脚负输入端，该负输入端又经电阻R117接所述运放U12C的第8脚输出端和运放U12A第3脚正输入端，该运放的第2脚负输入端与第1脚输出端相连后接总输出端Vout。
所述运放U11和U12的第11和第4脚分别接-12V和+12V电源，所述运放U11的第5、10、12脚、U12的第5、10脚和开关电容滤波器U13的第3、6脚均接地。
所述振动信号预处理电路21各部分电路功能如下1、U11A和R101至104将双端输入方式的振动信号变换成单端输出。并将信号电平幅值压缩一半并反相。以使待处理信号幅值范围适合放大器的处理范围。
2、U11B和R105、R106、R107、C103、C104完成U11A输出的信号中的直流分量提取并反相。
3、U11B的输出送入U11C,U11C和R108、VR101、R109完成直流通路的增益调整并反相。增益调整由VR101完成，U11C的输出送入U12C。
4、U11B的输出信号同时经R112送入U11D，同时U11A的输出也经R111送入U11D。由于R111=R112，且U11A和U11B的输出互为反向，将信号中的直流分量抵消。因此U11D的输出的信号为振动的交流信号。这里U11D和R110、R111、R112实际为加法器和放大器的组合，其放大系数为5。
5、U11D的输出接入U13。U13为四阶Butterworth开关电容滤波器，滤掉信号中的高频分量。滤波的低通截止频率由FREF控制，其频率比为1∶50。
6、U12D为跟随器，提高电路驱动能力，并减小后级电路对U13输出的影响。
7、U12B和R113、VR102、R114、C108有两个功能，一为放大，放大系数为2，二为滤波，以滤掉固定频率上的高频成份全部滤除，由C108完成。
8、U12B的输出经C107送入下一级电路，C107的功能是去掉信号中的直流分量。使信号中只剩下交流分量。
9、U12C和R115至R117将直、交流分量进行相加，变为一个信号输出。
10、U12A为跟随器，以提高电路的驱动能力，并将下一级的电路与上一级的电路进行隔离保护。
所述振动信号预处理电路21中直流放大系数为0.5(U11A)*1(U11B)*1(U11C)*1(U12C)=0.5；交流放大系数为0.5(U11A)*5(U11D)*1(U13)*2(U12B)*1(U12C)=5；直、交流放大系数分别由VR101、VR102进行调整。
所述键相信号处理电路22的正、负信号输入端KIN+和KIN-分别经电阻R201、R202接运放U21A的第2、3脚负、正输入端，该负输入端与第1脚输出端间跨接有反馈电阻R203，其第3脚正输入端经电阻R204接地；该运放第1脚输出端经电阻R205接运放U21B第5脚正输入端，该正输入端还经电容C201接地。
所述运放U21B的第6脚负输入端连第7脚输出端，再连运放U21C第9脚负输入端，U21C的正输入端接电位器VR201的活动端，VR201一端接+12V，另一端经电阻R206接地；所述运放U21C的第8脚输出端接至晶体三极管Q1的的基极，Q1的集电极接+12V，其发射极经电阻R208接反向器U22A第1脚输入端，该输入端还经电阻R207接地；所述反向器U22A的第2脚反向输出端接另一反向器U22B第3脚输入端，U22B的反向输出端第4脚为键相信号预处理电路22的输出Kout；运放U22的4、11脚分别接+12V和-12V电源。
所述键相信号处理电路22各部分电路功能如下1、U21A和R201、R202、R203、R204将双端输入方式的键相信号变换成单端输出。并将信号电平幅值压缩一半并反相。以使待处理的信号幅值范围适合放大器的处理范围。
2、R205和C201为一低通滤波，主要目的是滤除键相信号上的高频分量，以提存键相信号的抗干扰能力。
3、U21B为电压跟随器，完成前后的信号处理电路的隔离。
4、U21C和VR201、R206为电平比较器，将处理后的键相信号与给定电压进行比较。给定电压由VR201和R206决定并可调。目的是提高键相信号处理灵活性。
5、Q1开关管和电阻R208、R207完成U21C输出与U22A输入之间的电平转换。U21C的输出电压范围为0--+10V,U22A的输入电压范围为0--+5V。
6、U22A为施密特触发器，对信号进行脉冲整形处理，其目的为去掉脉冲信号中的“毛刺”干扰。
7、U22B为施密特触发器，完成电平极性反向和继续去掉脉冲信号的“毛刺”。
所述过程量信号预处理电路23的正、负信号输入端PIN+和PIN-分别经电阻R301、R302接运放U31A的第2、3脚负、正输入端，该负输入端与第1脚输出端间跨接有反馈电阻R303，其第3脚正输入端经电阻R304接地；该运放第1脚输出端经电阻R305接可变电阻VR301的活动端与一个固定端，其另一固定端接运放U31B第6脚负输入端，同时经并联的电阻R306和电容C301接本运放U31B第7脚输出端和下一运放U31C第10脚正输入端，U31C第9脚负输入端与第8脚输出端相连后作过程量信号预处理电路23的输出端PVout；所述运放U22的4、11脚分别接+12V和-12V电源，其第5脚U31B的正输入端接地。
所述过程量信号预处理电路23各部分电路功能如下1、U31A和R301至R304将双端输入方式的过程信号，变换成单端信号。
2、U31B完成整个信号处理链路的增益放大系数控制。整个电路的增益为1，这里的增益调整由VR301来控制。电容C301主要用来滤波，将输入信号中的交流成份滤掉，提高过程信号的稳定性。
3、U31C为跟随器，提高电路驱动能力，对上、下级电路进行隔离。
所述旋转机械在线灵敏状态监测装置还设有信号预处理标准机箱200。
所述信号预处理电路2还包括预处理母板201；该预处理母板201又包括8组连接信号预处理电路的16芯接插件和与64通道数据采集卡38配套的100芯总线插槽P100。
所述信号预处理电路2及母板201均按标准尺寸装在信号预处理标准机箱200内。所述预处理母板201主要完成以下工作1、通过8个16*2的插座V1A、V1B、V2A、V2B到V7A、V7B、V8A、V8B将8个信号处理板共计64个通道处理得到的信号汇接至100芯电缆插座上。并为各信号处理板供电。
2、键相处理板上的信号接入总线板，并通过总线板上的U1完成8选1的工作。选通地址为100芯插座的Pin25、Pin27、Pin29。
3、100芯插座的Pin49通过U2和U3提高电流驱动能力后，分别接入8个信号处理电路的插座引脚FREF振动信号处理时，滤波用的频率信号。
如附图6、7所示，预处理机箱为模块化插卡式设计，便于系统的配置及扩展。用户可针对自己的监测对象的信号类型及数量，灵活地进行系统配置，选择相应型号和数量的预处理模块。所有模块设计为热插拔设计，用户使用时可带电进行模块的更换，以减少监测装置的停机时间。预处理机箱配有AC/DC电源模块，电源模块的输入为交流220V+-10％，输出为直流+-12V和+-5V。电源模块通过总线母板底座对各信号预处理模块进行供电。预处理机箱总线板底座为是一插卡式底座，共有9个插槽可供用户使用，可以装入一个键相模块和八个振动或过程量模块。这个底座安装在一个19英寸3U的机架内。从预处理机箱左边起的第一个插槽为键相模块插槽，这一插槽只能插入键相信号处理模块，键相处理模块可处理1-8路键相输入信号。键相信号处理模块一般只接收标准非接触涡流传感器输出的信号。其余八个插槽为振动或过程量模块插槽。用户可根据其实际要求进行灵活选配。这八个插槽的序号从左至右进行编排。预处理箱最多可以接入8路键相信号，64路振动或过程量信号。预处理箱与插在计算机内的数采卡之间通过一条100芯电缆连接。100芯电缆将直接插入总线板上100芯插座上，以减少信号中间过渡环节，从而达到提高整机系统的可靠性目的。
本实用新型旋转机械在线灵敏状态监测装置所用关键元器件如下元器件编号名称 型号厂家1、U11,U12,U21,U31集成运算放大器 TL0642、U13开关电容滤波器 TLC043、U22反向器 7404与现有技术相比较，本实用新型的优点在于，在信号传感器电路与计算机A/D转换采集电路之间加入了信号预处理电路，使监测装置对测量信号的幅度的要求放宽，扩大了数据采集的适应性，提高了数据采集的精度，保证数据采集的持续进行。同时使输入计算机A/D转换口的信号标准化，扩大了计算机A/D转换口的采集能力，便于同步、并行、多频率点地在线采集旋转机械的振幅、相位和过程量信息，结合软件程序的运行，使旋转机械在线灵敏状态监测装置更容易捕捉设备的故障征兆，为合理安排维修，保证旋转机械的正常运行，节约维修费用提供可靠保障。
权利要求1.一种旋转机械在线灵敏状态监测装置，包括测量电路(1)和带64通道数据采集卡(38)的通用信号处理与存储计算机装置(3)，其特征在于所述测量电路(1)和通用信号处理与存储计算机装置(3)之间还接有信号预处理电路(2)。
2.按照权利要求1所述的旋转机械在线灵敏状态监测装置，其特征在于所述测量电路(1)分别包括振动传感器电路(11)，键相传感器电路(12)及过程量测量电路(13)；所述信号预处理电路(2)又分别包括振动信号预处理电路(21)，键相信号预处理电路(22)及过程量信号预处理电路(23)；所述振动信号预处理电路(21)和键相信号预处理电路(22)的输入端与相应传感器电路相接；所述过程量信号预处理电路(23)的输入端接过程量测量电路(13)；所述信号预处理电路的输出端接数据采集卡(38)的对应输入端。
3.按照权利要求2所述的旋转机械在线灵敏状态监测装置，其特征在于所述振动传感器电路(11)和振动信号预处理电路(21)各有28个；所述键相传感器电路(12)和键相信号预处理电路(22)各有8个；所述过程量测量电路(13)和过程量信号预处理电路(23)各有28个。
4.按照权利要求3所述的旋转机械在线灵敏状态监测装置，其特征在于所述振动信号预处理电路(21)正、负信号输入端IN+IN-分别通过电阻R101、R102接运算放大器U11A的第2、3、脚负、正输入端，该负输入端第2脚与输出端第1脚间跨接反馈电阻R103，其正输入端第3脚经电阻R104接地，运放U11A的第1脚输出端还分别接电阻R107和R111，电阻R107的另一端接两电阻R105、R106并经电容C103接地，电阻R105、R106分别接运放U11B的第6脚负输入端和第7脚输出端，运放U11B的输出端与负输入端间跨接电容C104；电阻R111的另一端接运放U11D的第13脚负输入端，同时经两电阻R110和R112分别接U11D和U11B的输出端；运放U11D的第14脚输出端接开关电容滤波器U13的第8脚输入端；U13的第2脚时钟复位端CLKR接参考频率FREF，其第1脚时钟输入端CLKIN接高电位+5V，其第5脚输出端接运放U12D第12脚正输入端，U12D的第13脚负输入端与第14脚输出端相连后经电阻R113接可调电阻VR102一端，VR102另一端与活动端相连后接运放U12B第6脚负输入端，同时再经并联的电阻R114和电容C108接本运放第7脚输出端，该输出端再经串联的电容C107和电阻R116接运放U12C的第9脚负输入端；所述运放U11B的输出端经电阻R108接电位器VR101,VR101的活动端接运放U11C第9脚负输入端，其另一端经R109接U11C的第8脚输出端，该输出端再经电阻R115接运放U12C第9脚负输入端，该负输入端又经电阻R117接所述运放U12C的第8脚输出端和运放U12A第3脚正输入端，该运放的第2脚负输入端与第1脚输出端相连后接总输出端Vout；所述运放U11和U12的第11脚和第4脚分别接-12V和+12V电源，所述运放U11的第5、10、12脚、U12的第5、10脚和开关电容滤波器U13的第3、6脚均接地；所述键相信号处理电路(22)的正、负信号输入端KIN+和KIN-分别经电阻R201、R202接运放U21A的第2、3脚负、正输入端，该负输入端与第1脚输出端间跨接有反馈电阻R203，其第3脚正输入端经电阻R204接地；该运放第1脚输出端经电阻R205接运放U21B第5脚正输入端，该正输入端还经电容C201接地；所述运放U21B的第6脚负输入端连第7脚输出端，再连运放U21C第9脚负输入端，U21C的正输入端接电位器VR201的活动端，VR201一端接+12V，另一端经电阻R206接地；所述运放U21C的第8脚输出端接至晶体三极管Q1的的基极，Q1的集电极接+12V，其发射极经电阻R208接反向器U22A第1脚输入端，该输入端还经电阻R207接地；所述反向器U22A的第2脚反向输出端接另一反向器U22B第3脚输入端，U22B的反向输出端第4脚为键相信号预处理电路(22)的输出Kout；运放U22的4、11脚分别接+12V和-12V电源；所述过程量信号预处理电路(23)的正、负信号输入端PIN+和PIN-分别经电阻R301、R302接运放U31A的第2、3脚负、正输入端，该负输入端与第1脚输出端间跨接有反馈电阻R303，其第3脚正输入端经电阻R304接地；该运放第1脚输出端经电阻R305接可变电阻VR301的活动端与一个固定端，其另一固定端接运放U31B第6脚负输入端，同时经并联的电阻R306和电容C301接本运放U31B第7脚输出端和下一运放U31C第10脚正输入端，U31C第9脚负输入端与第8脚输出端相连后作过程量信号预处理电路(23)的输出端PVout；所述运放U22的4、11脚分别接+12V和-12V电源，其第5脚U31B的正输入端接地。
5.按照权利要求4所述的旋转机械在线灵敏状态监测装置，其特征在于所述旋转机械在线灵敏状态监测装置还设有信号预处理标准机箱(200)；所述信号预处理电路(2)还包括预处理母板(201)；该预处理母板(201)又包括8组连接信号预处理电路的16芯接插件和与64通道数据采集卡(38)配套的100芯总线插槽P100；所述信号预处理电路(2)及其预处理母板(201)均按标准尺寸装在信号预处理标准机箱(200)内。
6．按照权利要求5所述的旋转机械在线灵敏状态监测装置，其特征在于所述集成电路U11,U12,U21,U31采用型号为TL064的集成运算放大器，所述集成电路U13采用型号为TLC04的开关电容滤波器，所述集成电路U22采用型号为7404的反向器。
专利摘要一种旋转机械在线灵敏状态监测装置,包括测量电路1和带64通道数据采集卡38的通用信号处理与存储计算机装置3,其特征在于:所述测量电路1和通用信号处理与存储计算机装置3之间还接有信号预处理电路2。使监测装置对测量信号幅度的要求放宽,扩大数据采集适应性,提高数据采集精度,保证数据采集的持续进行。并使输入计算机A/D口信号标准化,便于同步、并行、多频率点在线采集旋转机械的振幅、相位和过程量信息,易于捕捉设备的故障征兆,保证旋转机械的正常运行,节约维修费用。
文档编号G01M7/00GK2444222SQ0024003
公开日2001年8月22日 申请日期2000年10月26日 优先权日2000年10月26日
发明者刘成, 蔡元明, 余佳兵 申请人:刘成, 蔡元明, 余佳兵