马达振动或噪音频率检测装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种马达振动或噪音频率检测装置及其方法，利用处理单元与频率感测单元处理量化时域信号，运算得到频域结果，在该频域结果取特征振幅，该特征振幅设定触发振幅，再比对待测振幅大小，以作为运算或事件触发用途。本发明专利技术使用于马达装置，针对时域异常进行检测，改善长时间使用频域检测的耗电量，在电池供电下可长时间监控马达健康情况，避免无预警停机造成产线重大损失。

【技术实现步骤摘要】
马达振动或噪音频率检测装置及其方法
本专利技术涉及检测马达故障的方法及其装置，特别涉及一种马达振动或噪音频率检测装置及其方法。
技术介绍
马达、电动机或电动马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。常见的马达故障检测方式有：多传感器检测法、振动感测法、噪音感测法等方法。多传感器检测法以多个传感器分别感测马达的振动、噪音与温度，再以感测的振动、噪音与温度，预测马达的故障情况。振动感测法取得马达的振动信号，再对传感器的振动信号进行频谱分析，得出频谱特征，判读此频谱特征可得出马达的故障类型。噪音感测法取得马达的噪音信号，再对噪音信号的频谱进行分析，而得出频谱特征，判读此频谱特征可得出马达的故障类型。上述的多种马达故障检测方式，其以每日二十四小时不停地针对马达进行故障检测。该些方式虽然可以检测出马达的故障，但若以电池供电，且持续进行故障检测，其运算电力高，将使电池寿命快速耗尽。因此本专利技术利用简易的时域感测马达方法，达到马达失效判断，再搭配完整的故障检测方法，以成为改善现有检测技术与提高电池寿命的研究发展方向。
技术实现思路
为了改良先前技术马达故障检测方式所耗费大量运算电力的缺失，本专利技术提出一种马达振动或噪音频率检测装置，其包含有：处理单元；以及频率感测单元，电性连接该处理单元；其中，该处理单元以取样频率，量化自该频率感测单元取回的时域信号(步骤S1)；将量化的该时域信号运算得到频域结果(步骤S2)；根据该频域结果设定特征频率，并以该特征频率至少一倍以上频率设定为目标取样频率(步骤S3)；于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点(步骤S4)，N为至少一个周期；依据该取样起始点及该目标取样频率进行该时域信号取样，计算特征振幅，并依据该特征振幅设定触发振幅(步骤S5)；等待一设定延迟时间(步骤S6)；以该取样频率量化待测时域信号，于该待测时域信号开始N个周期内取信号最大值作为待测取样起始点(步骤S7)，N为至少一个周期；依据该待测取样起始点及该目标取样频率进行该待测时域信号取样，计算待测振幅(步骤S8)；以及判断该待测振幅是否低于该触发振幅大小，若是，则进行步骤S1或触发事件，若否，则进行该步骤S6(步骤S9)。本专利技术另提出一种马达振动或噪音频率检测方法，其步骤包含有：步骤S1，以取样频率量化时域信号；步骤S2，将量化的该时域信号运算得到频域结果；步骤S3，根据该频域结果设定特征频率，并以该特征频率至少一倍以上频率设定为目标取样频率；步骤S4，于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点，N为至少一个周期；步骤S5，依据该取样起始点及该目标取样频率进行该时域信号取样，计算特征振幅，并依据该特征振幅设定触发振幅；步骤S6，等待一设定延迟时间；步骤S7，以该取样频率量化待测时域信号，于该待测时域信号开始N个周期内取信号最大值作为待测取样起始点，N为至少一个周期；步骤S8，依据该待测取样起始点及该目标取样频率进行该待测时域信号取样，计算待测振幅；步骤S9，判断该待测振幅是否低于该触发振幅大小，若是，则进行该步骤S1或触发事件；若否，则进行该步骤S6。附图说明图1是本专利技术的一种马达振动或噪音频率检测装置的示意图。图2是本专利技术的一种马达振动或噪音频率检测方法的流程示意图。图3为量化时域结果的波形示意图。图4为将该量化时域结果运算成频域结果的波形示意图。图5为于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点，依据特征频率进行两倍取样并计算特征振幅，并依据该特征振幅设定触发振幅的波形示意图。图6为量化待测时域信号，于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点，以该最大值进行该特征频率两倍取样的波形示意图。图7为从量化该待测时域信号至判断该待测振幅是否低于该触发振幅大小的波形示意图。符号说明10能源管理单元11处理单元12无线接口13频率感测单元130振动感测模块131温度感测模块132噪音感测模块14储能单元15天线单元A第一特征频率B第二特征频率C第三特征频率D原始的时域信号E12kSPS取样频率的取样波形F2kSPS取样频率的取样起始点G2kSPS取样频率的取样波形H2kSPS取样波形的基线I迭加波形J原始的待测时域信号O2kSPS取样频率的取样起始点K量化的待测时域信号L2kSPS取样频率的取样波形M2kSPS取样波形的基线N迭加波形P区域S1～S9步骤具体实施方式请配合参考图1所示，本专利技术是一种马达振动或噪音频率检测装置，其包含有能源管理单元10、处理单元11、无线接口12、频率感测单元13、储能单元14与天线单元15。能源管理单元10电性连接处理单元11。处理单元11电性连接无线接口12。储能单元14电性连接能源管理单元10。天线单元15电性连接无线接口12。频率感测单元13设于马达装置，频率感测单元13至少具有振动感测模块130及噪音传感模块132，除此之外也可以包含温度感测模块131。振动感测模块130、温度感测模块131及噪音传感模块132电性连接处理单元11。储能单元14储存电能，并将电能提供给能源管理单元10。频率感测单元13应用于马达装置，处理单元11通过设定取样频率与设定取样次数，而使振动感测模块130或噪音传感模块132进行时域信号取样，并得到量化时域结果，再通过傅立叶转换方法将该量化时域结果运算成为频域结果，取该频域结果的强度最大的频率为特征频率，并找寻该量化时域结果的开始至少一个周期的信号最大值，于该信号最大值开始时，依据该特征频率的一倍以上至该设定取样频率之间设定目标取样频率，通过该目标取样频率得到特征时域结果，再通过该特征时域结果计算出特征振幅，该特征振幅决定触发振幅大小，以作为运算或事件触发用途。上述的处理单元11所得出的频域结果、特征频率、目标取样频率、特征时域结果、特征振幅通过无线接口12与天线单元15传送至对应的装置接收。请配合参考图2所示，本专利技术是一种马达振动或噪音频率检测方法，其步骤包含有：步骤S1，以取样频率量化时域信号。请配合参考图3所示，其为量化时域信号的波形示意图。举例而言，原始的时域信号D(图3上图)经12kSPS(每秒取样率，SamplesPerSecond)取样，而得出12kSPS取样频率的量化时域信号E(图3下图)。步骤S2，将量化的该时域信号运算得到频域结果。处理单元11通过傅立叶转换方法将该量化时域信号运算成为频域结果。请配合参考图4所示，其为该量化时域结果运算成频域结果的波形示意图。由图3的12kSPS取样频率的量化时域信号E经傅立叶转换运算，而得到频域结果。步骤S3，根据该频域结果设定特征频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达振动或噪音频率检测装置，其包含有：/n处理单元；以及/n频率感测单元，电性连接该处理单元，该频率感测单元至少具有振动感测模块与噪音感测模块；/n其中，该处理单元在步骤S1，以取样频率量化自该频率感测单元取回的时域信号；在步骤S2，将量化的该时域信号运算得到频域结果；在步骤S3，根据该频域结果设定特征频率，并以该特征频率至少一倍以上频率设定为目标取样频率；在步骤S4，于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点，N为至少一个周期；在步骤S5，依据该取样起始点及该目标取样频率进行该时域信号取样，计算特征振幅，并依据该特征振幅设定触发振幅；在步骤S6，等待一设定延迟时间；在步骤S7，以该取样频率量化待测时域信号，于该待测时域信号开始N个周期内取信号最大值作为待测取样起始点，N为至少一个周期；在步骤S8，依据该待测取样起始点及该目标取样频率进行该待测时域信号取样，计算待测振幅；以及在步骤S9，判断该待测振幅是否低于该触发振幅大小，若是，则进行步骤S1或触发事件，若否，则进行该步骤S6。/n

【技术特征摘要】
1.一种马达振动或噪音频率检测装置，其包含有：
处理单元；以及
频率感测单元，电性连接该处理单元，该频率感测单元至少具有振动感测模块与噪音感测模块；
其中，该处理单元在步骤S1，以取样频率量化自该频率感测单元取回的时域信号；在步骤S2，将量化的该时域信号运算得到频域结果；在步骤S3，根据该频域结果设定特征频率，并以该特征频率至少一倍以上频率设定为目标取样频率；在步骤S4，于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点，N为至少一个周期；在步骤S5，依据该取样起始点及该目标取样频率进行该时域信号取样，计算特征振幅，并依据该特征振幅设定触发振幅；在步骤S6，等待一设定延迟时间；在步骤S7，以该取样频率量化待测时域信号，于该待测时域信号开始N个周期内取信号最大值作为待测取样起始点，N为至少一个周期；在步骤S8，依据该待测取样起始点及该目标取样频率进行该待测时域信号取样，计算待测振幅；以及在步骤S9，判断该待测振幅是否低于该触发振幅大小，若是，则进行步骤S1或触发事件，若否，则进行该步骤S6。


2.如权利要求1所述的马达振动或噪音频率检测装置，其还具有能源管理单元，该能源管理单元电性连接该频率感测单元与该处理单元。


3.如权利要求1所述的马达振动或噪音频率检测装置，其还具有储能单元，该储能单元电性连接该能源管理单元。


4.如权利要求1所述的马达振动或噪音频率检测装置，其还具有无线接口与天线单元，该无线接口电性连接该处理单元，该天线单元电性连接该无线接口。


5.一种马达振动或噪音频率检测方法，其步骤包含有:
步骤S1，以第一取样频率量化时域信号；
步骤S2，将量化的该时域信号运算得到频域结果；
步骤S3，根据该频域结果设定特征频率，并以该特征频率至少一倍以上频率设定为目标取样频率；
步骤S4，于该时域信号开始N个周期内取信号最大值作为取样起始点，N为至少一个周期；
步骤S5，依据该取样起始点及该目标取样频率进行该时域信号取样，计算特征振幅，并依据该特征振幅设定触发振幅；
步骤S6，等待一设定延迟时间；
步骤S7，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黃昭仁，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71