一种叶片泵振动状态监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种叶片泵振动状态监测装置及方法，包括信号采集模块、DSP微处理器处理模块，无线数据通讯模块，电源管理模块，Android客户端。电源模块分别与信号采集模块、DSP微处理器模块、无线通讯模块连接，通过信号采集模块放在叶片泵的悬架(或托架)轴承座部位，DSP微处理器对信号数据分析处理，监测泵实时的振动状态，将信息通过无线通讯模块传送至Android客户端，从而对叶片泵的状态进行远程实时监测。本发明专利技术可以实时监测叶片泵的振动状态，成本低、可靠性高、功耗低等优点。

A Monitoring Device and Method for Vibration State of Vane Pump

The invention discloses a blade pump vibration condition monitoring device and method, including signal acquisition module, DSP microprocessor processing module, wireless data communication module, power management module and Android client. The power module is connected with the signal acquisition module, the DSP microprocessor module and the wireless communication module respectively. The signal acquisition module is placed in the suspension (or bracket) bearing seat of the vane pump. The signal data is analyzed and processed by the DSP microprocessor, the real-time vibration status of the pump is monitored, and the information is transmitted to the Android client through the wireless communication module, thus the status of the vane pump is remote. Real-time monitoring. The invention has the advantages of low cost, high reliability and low power consumption, and can monitor the vibration state of vane pump in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种叶片泵振动状态监测装置及方法
本专利技术属于数据采集
，具体涉及叶片泵振动状态监测装置及方法。
技术介绍
叶片泵作为一种关键设备，广泛应用于石油化工、冶金、机械、电力以及国防工业部门。随着科学技术的迅速发展，现代工业生产的机械设备正朝着大型化、复杂化、高速化、自动化及大功率方向发展，设备的生产效率越来越高，机械结构也日趋复杂，设备中不同部分之间的相互关系、耦合也更加紧密。随之而来的问题是，一旦关键设备发生故障，不仅是设备受损、生产线停工，会造成巨大经济损失，还可能危及人身安全。在旋转机械中，振动异常是产生故障的最早表征，一些轻微的机械缺陷或损坏就会引起泵的异常振动，设备状态的信息隐藏在转子振动信号中，包含了设备各种异常或故障的信息，振动参数是提取故障特征的重要指标，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，对机械振动的研究已经成为整个行业重视的课题，通过监测这些旋转机械的振动幅度的变化，及时掌握设备的工作状态，最大程度上提高了设备运行的可靠性，给企业带来了极大的经济效益和社会效益。而当下正是计算机技术、通信技术和智能控制技术高速发展的时期，自动控制领域日新月异，智能仪表、先进的控制系统等层出不穷。传统方法是将振动传感器、计算机、单片机等电子装置应用于水泵测试系统中，水泵监测振动状态的测试精度得到有了极大提高，尽管如此，这种测试系统仍存在着一些问题：1、测试装置成本较高、操作相对复杂、工作环境复杂，灵活性和适应性较差；2、各种仪器采用了不同的通讯接口、协议，连接线太多，必然加大计算机对信息的处理速度，程序编写的难度，同时计算机通信接口资源紧张，维护困难。
技术实现思路
本专利技术针对传统监测系统仪器仪表众多、成本高、系统庞大且试验数据分析软件接口复杂、连接线太多等问题，提出了一种叶片泵振动状态监测装置及方法，该装置可用于工业现场，准确快速地对叶片泵振动状态进行监测，并判断空化状态；实现本专利技术的技术方案如下：一种叶片泵振动状态监测装置，包括信号采集处理传输模块与Android客户端，其中信号采集处理传输模块包括电源管理模块、信号采集模块、DSP微处理器模块和无线数据通讯模块，信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块依次相连接之后，再与Android客户端进行通信，电源管理模块对信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块进行供电，信号采集模块采集振动信号传输给DSP微处理器模块，DSP微处理器模块将振动信号的均方根和峰值因子的变化与正常的数值变化对比，判断叶片泵运行状态，可在Android客户端上显示与管理。上述方案中，所述电源管理模块包括供电模块和充电模块，充电模块对锂电池进行充电，充电模块的电路对锂电池进行过压保护，锂电池提供2v以上电压，充电模块、供电模块中的外接供电电源的输入端均连接5v电压。上述方案中，所述DSP微处理器模块将MESE传感器模块的输入信号基于监测叶片泵振动状态进行滤波、变换、分析处理。上述方案中，所述DSP微处理器模块还包括警报电路，当供电电压低于2v时，信号采集处理传输模块上的警报灯会亮起来。上述方案中，所述信号采集处理传输模块上的还含有四个显示灯，分别对应四个不同的振动状态级别。一种叶片泵振动状态监测方法，包括以下步骤：步骤1)，MESE传感器分别放置轴承座和泵脚处上采集振动信号，并将采集的振动信号储存在MESE传感器对应的寄存器中；步骤2)，DSP微处理器读取MESE传感器相应寄存器的振动信号，对采集的信号通过汉宁窗做FFT频谱分析，计算各个方向不同流量下振动信号的均方根和峰值因子，换算成Q～Trms和Q～C泵特性曲线，并通过无线数据通讯模块发送至Android客户端；步骤3)，Android客户端根据泵特性曲线对叶片泵的空化状态进行实时监测，由信号采集处理传输模块上设置的显示灯，判断叶片泵的振动状态级别，再进行相应的操作。进一步，所述均方根表达式为其中XK为振动信号的测量值，K＝1,2,3,……N。进一步，所述峰值因子表达式为其中x为试验测得的振动信号，Trms表示x的均方根。进一步，所述步骤3)具体为：Android客户端根据泵特性曲线对叶片泵的空化状态进行实时监测，并由信号采集处理传输模块上设置四个显示灯表示四个不同的振动状态级别，当均方根Trms<0.71，第一个显示灯亮，代表叶片泵运行状态优良；当均方根0.71<Trms<1.8，第二个显示灯亮，代表叶片泵运行状态良好；当均方根1.8<Trms<4.5，第三个显示灯亮，代表叶片泵运行状态合格，可以短期运行，当运行结束后，再对泵进行安全检查；当均方根Trms>4.5，第四个显示灯亮，代表叶片泵运行状态不合格，应马上停止运行，对泵进行安全检查。本专利技术的有益效果为：本专利技术结合振动信号采集处理分析和无线技术，形成了一种可直接安装在叶片泵测点上的监测装置，该装置可实现泵振动信号采集处理、运行状态分析及信息传输等功能，通过Android客户端可显示分析处理结果，实现泵运行状态的实时监测，该装置有效解决了传统监测系统，布线安装不便，成本高的问题，具有较强的工程应用价值。附图说明图1是本专利技术一种叶片泵振动状态监测装置的整体结构示意图；图2是本专利技术一种叶片泵振动状态监测装置的内部结构示意图；图3是一种叶片泵振动状态监测装置部位测点示意图；图4是本专利技术监测装置中电源管理模块的供电模块电路图；图5是本专利技术监测装置中电源管理模块的充电模块电路图；图6是本专利技术监测装置中MESE传感器所在电路示意图；图7是本专利技术监测装置中无线数据通讯模块电路示意图；图8是本专利技术监测装置中电源管理模块供电状态电路示意图；图9是本专利技术监测装置中Android客户端界面示意图；图10是本专利技术监测装置中Android客户端界面滑动按钮流程图；图11是本专利技术监测装置中叶片泵振动状态监测的空蚀状态分析图；图12是本专利技术监测装置中叶片泵的空化状态与正常状态的泵特性曲线对比图，图12(a)是叶片泵基座方向空化状态与正常状态的Q～Trms泵特性曲线对比图，图12(b)是叶片泵轴向方向空化状态与正常状态的Q～Trms泵特性曲线对比图，图12(c)是叶片泵基座方向空化状态与正常状态的Q～C泵特性曲线对比图，图12(d)是叶片泵轴向方向空化状态与正常状态的Q～C泵特性曲线对比图；图13是本专利技术监测装置中Android客户端界面实时监测振动状态级别流程图；其中，1-信号采集处理传输模块；2-Android客户端，3-悬架轴承座；4-托架轴承座；5-泵脚。具体实施方式本领域普通技术人员将了解，虽然下面的详细说明将参考图示实施例、附图进行实施，但本专利技术并不仅限于这些实施例，而是，本专利技术的范围是广泛的，且意在仅通过后附的权利要求限定本专利技术的范围。如图1、2所示为叶片泵振动状态监测装置，包括信号采集处理传输模块1与Android客户端2，其中信号采集处理传输模块1包括电源管理模块、信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块；电源管理模块对信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块进行供电，信号采集模块置于叶片泵的悬架轴承座3或托本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叶片泵振动状态监测装置，其特征在于，包括信号采集处理传输模块与Android客户端，其中信号采集处理传输模块包括电源管理模块、信号采集模块、DSP微处理器模块和无线数据通讯模块，信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块依次相连接之后，再与Android客户端进行通信，电源管理模块对信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块进行供电，信号采集模块采集振动信号传输给DSP微处理器模块，DSP微处理器模块将振动信号的均方根和峰值因子的变化与正常的数值变化对比，判断叶片泵运行状态，可在Android客户端上显示与管理。

【技术特征摘要】
1.一种叶片泵振动状态监测装置，其特征在于，包括信号采集处理传输模块与Android客户端，其中信号采集处理传输模块包括电源管理模块、信号采集模块、DSP微处理器模块和无线数据通讯模块，信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块依次相连接之后，再与Android客户端进行通信，电源管理模块对信号采集模块、DSP微处理器模块、无线数据通讯模块进行供电，信号采集模块采集振动信号传输给DSP微处理器模块，DSP微处理器模块将振动信号的均方根和峰值因子的变化与正常的数值变化对比，判断叶片泵运行状态，可在Android客户端上显示与管理。2.根据权利要求1所述的叶片泵振动状态监测装置，其特征在于，所述电源管理模块包括供电模块和充电模块，充电模块对锂电池进行充电，充电模块的电路对锂电池进行过压保护，锂电池提供2v以上电压，充电模块、供电模块中的外接供电电源的输入端均连接5v电压。3.根据权利要求1所述的叶片泵振动状态监测装置，其特征在于，所述DSP微处理器模块将MESE传感器模块的输入信号基于监测叶片泵振动状态进行滤波、变换、分析处理。4.根据权利要求1所述的叶片泵振动状态监测装置，其特征在于，所述DSP微处理器模块还包括警报电路，当供电电压低于2v时，信号采集处理传输模块上的警报灯会亮起来。5.根据权利要求1所述的叶片泵振动状态监测装置，其特征在于，所述信号采集处理传输模块还含有四个显示灯，分别对应四个不同的振动状态级别。6.一种叶片泵振动状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，MESE传感器分别放置轴承座和泵脚处上采集振...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆寅，董健，韩岳江，龚波，袁建平，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32