本发明专利技术公开了一种便携式水电机组振动摆度数据检测系统及方法，检测系统包括SoC嵌入式内核、模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和存储器；模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和SoC嵌入式内核依次连接；存储器与SoC嵌入式内核连接；所述的模拟信号采集模块包括电涡流传感器和振动传感器；模拟量输入调理电路包括作为前级电路的放大电路和作为后级电路的滤波电路。该便携式水电机组振动摆度数据检测系统及方法检测精度高、易于实施、数据滤波效果好。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，检测系统包括SoC嵌入式内核、模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和存储器；模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和SoC嵌入式内核依次连接；存储器与SoC嵌入式内核连接；所述的模拟信号采集模块包括电涡流传感器和振动传感器；模拟量输入调理电路包括作为前级电路的放大电路和作为后级电路的滤波电路。该便携式水电机组振动摆度数据检测系统及方法检测精度高、易于实施、数据滤波效果好。【专利说明】
本专利技术涉及。
技术介绍
目前各水电厂已经全面推广安装了机组振动摆度在线监测装置，受水电厂实行的“三年一小修、五年一大修”计划检修制度限制，机组振动摆度在线监测系统所用的传感器难以实现每年一次的定期检验要求，而安装于现场的传感器长期运行中受阴湿环境、水压脉动、机组振动区等因素的影响，测量信号失真、测量数值不准确等问题时有发生，导致在线监测系统难以获取机组当前运行状态的真实情况，电厂运行人员难以把握机组的振动摆度实际情形，严重影响机组运行决策。 各电厂急需一款适合水电厂特点的超低频手持式测振设备，作为机组状态分析的辅助工具。 因此，有必要设计。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种便携式水电机组振动摆动数据检测系统及方法，该便携式水电机组振动摆动数据检测系统及方法检测精度高、易于实施、数据滤波效果好。 专利技术的技术解决方案如下: —种便携式水电机组振动摆动数据检测系统，包括SoC嵌入式内核、模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和存储器；模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和SoC嵌入式内核依次连接；存储器与SoC嵌入式内核连接； 所述的模拟信号采集模块包括电涡流传感器和振动传感器； 所述的电涡流传感器用于获取水电机组摆度信号，包括水电机组上导轴承X/Y向水平摆度信号、下导轴承X/Y向水平摆度信号和下导轴承X/Y向水平摆度 振动传感器用于获取水电机组振动信号，包括水电机组上机架X/Y向水平振动信号、上机架垂直向振动信号、下机架X/Y向水平振动信号、下机架垂直向振动信号、顶盖X/Y向水平振动信号、顶盖Z向垂直振动信号； 模拟量输入调理电路包括作为前级电路的放大电路和作为后级电路的滤波电路。 所述的放大电路为基于运算放大器的放大倍数为0.5的放大电路。 所述的滤波电路采用3个结构相同的滤波器串联而成；每一个滤波器的结构如下: 包括运算放大器(UAlA)、第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第一电容(Cl)和第二电容(C2);滤波器的输入端经依次串接的第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)接运算放大器的同向输入端，运算放大器的同向输入端还经过第二电容接地；第一电容(Cl) 一端接第一电阻和第二电阻的连接点，另一端接滤波器的输出端；滤波器的输出端即运算放大器的输出端；运算放大器的反向输入端与运算放大器的输出端之间短接，构成电压跟随器。 所述的便携式水电机组振动摆度数据检测系统，还包括与SoC嵌入式内核通过串口相连的上位机。 所述的A/D转换器采用具有多个转换通道的AD7606型A/D转换器件，模拟量输入调理电路具有4路模拟信号接口，任意选择模拟信号采集模块采集的4路信号与该4路模拟信号接口对应连接。 所述的便携式水电机组振动摆度数据检测系统还包括与SoC嵌入式内核相连的触摸屏显示器。 一种水电机组振动摆度数据检测方法，采用前述的便携式水电机组振动摆动数据检测系统，通过模拟信号采集模块采集水电机组的摆度信号和振动信号；通过模拟量输入调理电路中的放大电路对输入信号进行放大处理，通过模拟量输入调理电路中的滤波电路对放大后的信号进行6阶抗混滤波；采用A/D转换器对滤波后的信号进行A/D转换，转换后的数据经由SoC嵌入式内核显示在触摸屏显示器、存储在存储器中。 SoC嵌入式内核与作为上位机的PC机相连用于与上位机进行通信，并将转换后的数据传输到上位机。 SoC嵌入式内核与触摸屏显示器相连，通过触摸屏显示器显示采集的数据或数据变化曲线。 硬件系统能满足0.5Hz以上频率信号测量、处理要求，信号测量精度达到0.2%的要求。 传感器、硬件系统电路板由大容量电池供电，持续供电时间大于5小时，大容量电池具备快速充电功能。 便携式水电机组振动摆度数据检测系统基于嵌入式Windows XP技术的软件系统。所述SoC嵌入式内核(包括逻辑控制模块)为逻辑控制中心，用于分别控制模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、USB接口电路及触摸屏显示器显示模块的工作过程；SoC嵌入式内核及逻辑控制模块用于接收来自所述模拟信号采集模块上传的旋转机械设备运行的实时数据，经过逻辑运算后通过工业液晶屏显示监测数据；所述模拟信号采集模块将模拟信号转化为数字信号；所述模拟量输入调理电路实现对模拟信号的放大、滤波；所述USB接口电路完成所述SoC嵌入式内核与PC机之间的通讯与数据交换；所述基于嵌入式WindowsXP技术的软件系统负责完成数据录波，通过触摸屏显示器测点数值、波形、频谱、轨迹等监测数据，并使用数据管理将录波文件导出。 有益效果: 本专利技术的便携式水电机组振动摆动数据检测系统及方法，其整体方案是基于SoC嵌入式内核构造，模拟信号采集模块将模拟信号通过模数转换将模拟信号转为数字信号，输出给SoC嵌入式内核(包括逻辑控制模块)。模拟量输入调理电路对模拟量输入信号进行放大、滤波，调整输入信号幅值适应模拟信号采集模块ADC的需求。USB接口电路用于实现SoC嵌入式内核(包括逻辑控制模块)与PC机之间的数据交换与通讯；触摸屏显示器接受用户输入，负责完成人机交互中的用户输入、数据显示功能。大容量电池为整个硬件系统的稳定运行与工作提供持续可靠电源。软件系统采用基于嵌入式Windows XP技术，负责实现超低频振动检测及校验装置工作方式切换、功能切换、波形存储、数据设置等功能(为现有成熟技术)。本专利技术具有对超低频振动信号进行高速精确采集、处理及传输能力，体积小、质量轻、简单易用。 滤波电路具有输出阻抗低、通频带可调节、多级串联具有更高的信号幅值衰减速率、抗混叠效果好等特点。 本专利技术能进行信号采集和处理以及显示，并将处理后的数据交给上位机进行分析，因而具有旋转机械状态监测设备的功能。采用32位高速CPU，数据处理能力强，采样精度高，外围电路设计方便，系统结构简单。本专利技术突出的特点是低功耗、无风扇、采用大容量电池，使产品实现了体积小、工作时间长、功能完善、携带方便等产品设计目标，是一种实用的便携式的水电机组振动数据检测方案。 【专利附图】【附图说明】 图1为硬件系统的整体结构图； 图2为SoC嵌入式内核及其逻辑控制模块功能图； 图3为信号放大电路； 图4为低频滤波电路； 图5为电源模块功能图。 【具体实施方式】 以下将结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明: 实施例1: 一种便携式水电机组振动摆动数据检测系统，包括SoC嵌入式内核、模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和存储器；模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和SoC嵌入式内核依次连接；存储器与SoC嵌入式内核连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式水电机组振动摆动数据检测系统，其特征在于，包括SoC嵌入式内核、模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和存储器；模拟信号采集模块、模拟量输入调理电路、A/D转换器和SoC嵌入式内核依次连接；存储器与SoC嵌入式内核连接；所述的模拟信号采集模块包括电涡流传感器和振动传感器；所述的电涡流传感器用于获取水电机组摆度信号，包括水电机组上导轴承X/Y向水平摆度信号、下导轴承X/Y向水平摆度信号和下导轴承X/Y向水平摆度；振动传感器用于获取水电机组振动信号，包括水电机组上机架X/Y向水平振动信号、上机架垂直向振动信号、下机架X/Y向水平振动信号、下机架垂直向振动信号、顶盖X/Y向水平振动信号、顶盖Z向垂直振动信号；模拟量输入调理电路包括作为前级电路的放大电路和作为后级电路的滤波电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何里，寇攀高，吴长利，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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