一种固有频率在线检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种固有频率在线检测系统，至少包括：采集时域信号的信号采集单元、将由所述信号采集单元采集到的信号进行传递的，与信号采集单元相连接的传感器单元以及将采集到的信号进行处理的数据处理单元。本发明专利技术的系统针对实际测试中存在的模态密集情况，将密集模态单独提取，按照其频率值进行索引。当对工件进行预先测试时，程序发现探测范围内出现多峰，会将该段频率响应函数幅值曲线提取出来，对该段曲线内的各个固有频率进行标号。在测试时按照标号固定的索取其中一阶固有频率值。

【技术实现步骤摘要】
一种固有频率在线检测系统
本专利技术涉及一种固有频率在线检测系统，属于频率检测领域。
技术介绍
固有频率在线检测系统具有较大的市场需求。目前市场上主要有两种固有频率分析方法，第一种是依靠人工方法进行固有频率的判定，其优点是对于密集模态的效果比较好，能判断与主峰相邻的小峰频率值。但是其是由人工进行分析，导致效率低下，很多情况下是离线分析，对于不合格产品的追溯比较困难，且准确程度难以保障。第二种是通过系统来进行检测，通过计算机程序进行检测效率高，准确性好，时时分析避免了数据追溯的工程。缺点是目前主流的多个系统还是依靠搜索去见范围内的幅值最大频率值来进行系统判定，如果区间内存在多个峰值，只能取最大值，很难固定的索取一阶频率。对比前人设计的固有频率检测系统，胡乐乐设计的制动盘自动固有频率测量系统(CN201520712770.9)主要针对制动盘进行设计用途相对单一，由于制动盘形状规整，阻尼大，其固有频率值比较松散。因而无法进行密集模态识别，而且采用加速度传感器造成的附加质量会对工件的测量值造成影响。季历程设计的一种工件固有频率检测装置(CN201110332097.2)同样依靠力锤激发，但是其在专利技术中没有说对于敲击不理想情况下的处理方式，当出现二次连击或测点位置偏移很容易造成对工件的误判。而且同样的采用了加速度传感器，影响测试的准确性。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，本申请涉及一种固有频率在线检测系统，其至少包括：采集时域信号的信号采集单元、将由所述信号采集单元采集到的信号进行传递的与信号采集单元相连接的传感器单元以及将采集到的信号进行处理的数据处理单元。其中，所述传感器单元，包括：与所述采集单元连接的力锤和与所述采集单元连接的工业麦克风；通过所述力锤锤击待测工件表面产生瞬态的激励信号即力锤锤击时产生的力信号；所述工业麦克风获取工件敲击后产生的所述激励信号，这里为声压信号；所述信号采集单元采集力锤锤击待测工件表面产生的激励信号，和工业麦克风采集到工件振动产生的响应信号，并将两个信号传递给数据处理单元；数据处理单元将力锤的锤击信号与工件的响应信号通过计算处理，得到工件的固有频率值，进而判断工件合格性。进一步的，使用一种固有频率在线检测系统，包括以下步骤：S1：按照用户自己的检测需求进行配置，检测系统采集工件被锤击时的响应信号时，加速度传感器和工业麦克风两种类型的传感器同时开始检测；S2：对系统进行参数配置，参数至少包括采样率，敲击次数，激励源；S3：对标准工件进行标定，划定搜索区间和公差区间，划定完成后将测试的信息保存成测试文件，方便下一次调用；S4：采集卡进入运行状态，力锤锤击工件，所述信号采集单元采集力锤锤击产生的激励信号和工件振动产生的响应信号；S5：按照所述测试文件中标定的探测和公差范围进行先进行峰值索取，峰值索取完成后按相位转换排除毛刺干扰，将取得的固有频率值和在S3中划定的公差区间作比较判断工件合格性，并将合格性判断实时显示在屏幕上；若某阶模态激发不充分，则表明噪声干扰明显，系统提示操作者重新敲击；若激发充分则将结果显示在所述显示模块。进一步的，当搜索到峰值时且相干性系数大于0.8时，根据相干性系数大小判断敲击的质量，相干性系数代表输入与输出的相关性并按相位转换判定索引到的值是否是固有频率；频率响应函数经过化简后将幅值和相位进行分离的方程为：其中，为i阶模态频率比，ζi为i阶模态阻尼比，其中ζi为i阶模态阻尼比，Ki为对应的第i阶刚度。更进一步的，该检测系统兼容两种类型传感器即工业麦克风和加速度传感器。本专利技术的优点在于：系统相对以前的固有频率测试主要有以下几个方面的改进。1、相对于人工搜索，本系统在线分析，速度快，避免回溯。2、相对于第二种系统检测，本系统在制作测试文件时，通过幅值和频率，能判断索取峰的阶数，稳定的拾取峰值。3、相对于其他计算机检测系统，本系统对于小阻尼密集模态的识别比较好，而且能在密集模态的情况下分析出其阻尼比。4、测试过程稳定，当出现敲击不理想的情况下，提示操作者重新敲击。避免因为敲击中出现的问题导致对工件的合规性进行误判。5、系统可以兼容加速度传感器和工业麦克风。相比市面上多数检测系统采用加速度传感器，工业麦克风传感器减少附加质量，减少对测量结果的影响。6、系统针对实际测试中存在的模态密集情况，将密集模态单独提取，按照其频率值进行索引。当对工件进行预先测试时，程序发现探测范围内出现多峰，会将该段频率响应函数幅值曲线提取出来，对该段曲线内的各个固有频率进行标号。在测试时按照标号固定的索取其中一阶固有频率值。附图说明为了更清楚的说明本专利技术的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的系统流程示意图；图2为本专利技术的整体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1-2所示，为本专利技术一种固有频率在线检测系统示意图，作为优选的实施方式，系统至少包括：采集时域信号的信号采集单元、将由所述信号采集单元采集到的信号进行传递的与信号采集单元相连接的传感器单元以及将采集到的信号进行处理的数据处理单元。可以理解为在其他实施方式中，系统还可以包括数据传输的数据传输单元以及数据存储单元等，只要能够满足，能够在固定频率下还能够检测系统内容，并将检测后的内容进行显示或能够指导餐作者操作即可。在本实施方式中，所述传感器单元包括：与所述采集单元连接的力锤和与所述采集单元连接的工业麦克风；通过所述力锤锤击待测工件表面产生瞬态的激励信号即力锤锤击时产生的力信号；所述工业麦克风获取工件敲击后产生的所述激励信号为声压信号。作为优选的实施方式，由采集单元获取传感器单元传来的电压信号，通过AD转化得到数字信号。采集单元将转换后的信号传输给数据处理单元，数据处理单元读取激励和响应信号并进行计算处理。当判断出激励信号发生二次连击或锤击力度太大或太小，系统弹出提示窗口，提醒操作者重新敲击。当敲击完成，进行固有频率识别。在本实施方式中，所述信号采集单元采集力锤锤击待测工件表面产生的激励信号，和工业麦克风采集到工件振动产生的响应信号，并将两个信号传递给数据处理单元。数据处理单元将力锤的锤击信号与工件的响应信号通过计算处理，得到工件的固有频率值，进而判断工件合格性。作为优选的实施方式，使用固有频率在线检测系统时还包括以下步骤：S1：按照用户自己的检测需求进行配置，检测系统采集工件被锤击时的响应信号时，加速度传感器和工业麦克风两种类型的传感器同时开始检测。可以理解为，在其它实施方式中，对于传感器型号，系统没有限定要求，用户可以根据自己的测试要求选择适合自己要求的传感器型号，用户可以自定义选择，将系统中的采集卡，传感器和PC各部分进行连接。只要能够满足能够清晰的采集所需的信号，并将采集后的信号进行处理加工并显示即可。S2：对系统进行参数配置，参数至少包括采样率，敲击次数，激励源；S3：对标准工件进行标定，划定搜索区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固有频率在线检测系统，其特征在于，至少包括：采集时域信号的信号采集单元、将由所述信号采集单元采集到的信号进行传递的，与信号采集单元相连接的传感器单元以及将采集到的信号进行处理的数据处理单元；其中，所述传感器单元，包括：与所述采集单元连接的力锤和与所述采集单元连接的工业麦克风；通过所述力锤锤击待测工件表面产生瞬态的激励信号即力锤锤击时产生的力信号；所述工业麦克风获取工件敲击后产生的所述激励信号为声压信号；所述信号采集单元采集力锤锤击待测工件表面产生的激励信号，和工业麦克风采集到工件振动产生的响应信号，并将两个信号传递给数据处理单元；数据处理单元将力锤的锤击信号与工件的响应信号通过计算处理，得到工件的固有频率值，进而判断工件合格性。

【技术特征摘要】
1.一种固有频率在线检测系统，其特征在于，至少包括：采集时域信号的信号采集单元、将由所述信号采集单元采集到的信号进行传递的，与信号采集单元相连接的传感器单元以及将采集到的信号进行处理的数据处理单元；其中，所述传感器单元，包括：与所述采集单元连接的力锤和与所述采集单元连接的工业麦克风；通过所述力锤锤击待测工件表面产生瞬态的激励信号即力锤锤击时产生的力信号；所述工业麦克风获取工件敲击后产生的所述激励信号为声压信号；所述信号采集单元采集力锤锤击待测工件表面产生的激励信号，和工业麦克风采集到工件振动产生的响应信号，并将两个信号传递给数据处理单元；数据处理单元将力锤的锤击信号与工件的响应信号通过计算处理，得到工件的固有频率值，进而判断工件合格性。2.根据权利要求1所述的一种固有频率在线检测系统，其特征在于，使用时包括以下步骤：S1：按照用户自己的检测需求进行配置，检测系统采集工件被锤击时的响应信号时，加速度传感器和工业麦克风两种类型的传感器同时开始检测；S2：对系统进行参数配置，参数至少包括采样率，敲击次数，激励源；S3：对标准工件进行标定，划定搜索区间和公差区间，划定完成后将测试的信息保存成测试文件；S4：采集卡进入运行状态，力锤锤击工件，所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑宇，戴俊，芦鹭，赵兴，田丽，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21