用于在机器振动数据中分离周期振幅波峰和非周期振幅波峰的系统技术方案

采用统计方法分离自相关频谱中的周期振动波峰和非周期振动波峰。通常自相关频谱不是正态分布的，因为相对于一般高斯噪声，周期波峰的振幅明显是较大且随机的。对于正态分布信号，统计的参数的波峰度值为3。该方法根据频谱中的波峰顺序地移除每个最大振幅峰，直到波峰度为3或更小。所有被移除的波峰都视为是周期性的并且被放在一个集合中。该集合中的波峰的总能量被认为是该频谱的总周期能量。当建立波峰集合的进程在进行时，如果它的总能量在其波峰度达到3或更小之前变得大于或等于预定的能量阈值，则该进程停止，并且周期波峰集合被限定。

【技术实现步骤摘要】
用于在机器振动数据中分离周期振幅波峰和非周期振幅波峰的系统
本专利技术涉及信号分析。更具体地说，本专利技术涉及一种用于在机器振动数据中分离周期振幅波峰和非周期振幅波峰的系统。
技术介绍
周期性是一个用来量化信号中多少能量是周期的术语。自相关系数函数是一个数学过程，可以用来确定信号波形中有多少能量是周期的。周期波峰图样或者非周期波峰图样-可以非常有助于识别故障类型。“周期波峰”一词是描述一个或多个谐波峰族的一般特征。与机器运行速度相关的周期波峰称为同步周期波峰。一类与运行速度(如轴承和皮带频率)不相关的周期波峰被称为非同步周期波峰。传统上，识别这些图样以及如何应用这些图样需要有经验的振动分析人员。需要做的是首先计算一个指标，它代表一般的周期图样。这个值在本文被称为“周期信号参数”(PSP)，是根据来源于起始波形的自相关波形导出的统计度量来计算的。根据原始频谱中的波峰与从自相关波形中提取的波峰和PSP值相结合，可以生成周期信息图(PIP)。该图中只包含了原始频谱中的周期波峰(同步和非同步周期波峰)。从自相关波形中发现的最大振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取和分析与机器相关的振动的周期信息的装置，所述装置包括：/n振动传感器，连接到所述机器并生成振动信号；/n数据采集器，与振动传感器通信并接收和确定振动信号，/n所述数据采集器包括模数转换器，用于将振动信号转换为数字振动数据；以及/n处理器，接收所述数字振动数据并执行用于处理所述数字振动数据的操作指令，以：/n-基于数字振动数据生成振动波形；/n-对振动波形执行自相关函数以生成自相关波形；/n-对所述振动波形进行快速傅里叶变换，以生成包含振动振幅波峰的振动频谱；/n-对所述自相关波形进行快速傅里叶变换，以生成包含自相关振幅波峰的自相关频谱；/n-编制来自振动频谱的振动振幅波峰的第一...

【技术特征摘要】
20190305 US 62/813,863;20190718 US 16/515,7931.一种用于获取和分析与机器相关的振动的周期信息的装置，所述装置包括：
振动传感器，连接到所述机器并生成振动信号；
数据采集器，与振动传感器通信并接收和确定振动信号，
所述数据采集器包括模数转换器，用于将振动信号转换为数字振动数据；以及
处理器，接收所述数字振动数据并执行用于处理所述数字振动数据的操作指令，以：
-基于数字振动数据生成振动波形；
-对振动波形执行自相关函数以生成自相关波形；
-对所述振动波形进行快速傅里叶变换，以生成包含振动振幅波峰的振动频谱；
-对所述自相关波形进行快速傅里叶变换，以生成包含自相关振幅波峰的自相关频谱；
-编制来自振动频谱的振动振幅波峰的第一列表；
-编制自相关振幅波峰的周期波峰列表，所述周期波峰列表仅包括与振动波形中的噪声无关的自相关振幅波峰；
-生成一波峰列表，将与周期波峰列表中的自相关振幅波峰相匹配的第一列表中的每个振动振幅波峰依次添加到所述波峰列表中；
-当振动振幅波峰被添加到所述波峰列表时，确定与所述波峰列表中的振动振幅波峰相关联的总波峰能量；以及
-在总波峰能量超过预定阈值之后，生成包含所述波峰列表中的振动振幅波峰的周期信息图。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为执行操作指令，通过以下方式编制自相关振幅波峰的周期峰值列表：
(a)编制自相关振幅波峰的第二列表，所述第二列表包含自相关频谱中的多个最大自相关振幅波峰；
(b)根据第二列表中所有波峰的振幅计算波峰度值；
(c)如果所述波峰度值大于波峰度阈值，则将第二列表中其振幅大于任何其他波峰的振幅的波峰从第二列表移动到所述周期波峰列表；以及
(d)重复步骤(b)和(c)，直到波峰度值小于或等于波峰度阈值。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述波峰度阈值是3。


4.根据权利要求1所述的装置，其中预定阈值包括百分比能量值，其中所述处理器被配置为执行操作指令，用于根据以下方法计算所述百分比能量值
％原始能量＝振动频谱总能量×％周期能量
其中



以及其中最大波峰(自相关波形的3％之后)包括在自相关波形的前3％以外出现的自相关波形中的最大绝对波峰。


5.根据权利要求1所述的装置，其中所述振动波形是PeakVue波形。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为执行操作指令，以便按照下降的振幅的顺序排列第一列表和所述周期峰值列表中的振幅波峰，使得最大振幅的波峰在列表中排在第一，最小振幅的波峰排在最后。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为执行操作指令，以将所述振幅波峰分类为同步波峰和非同步波峰，将一个或多个第一显示颜色分配给周期信息图中的同步波峰，并将一个或多个第二显示颜色分配给周期信息图中的非同步峰值，其中所述第一显示颜色不同于所述第二显示颜色。


8.根据权利要求1所述的装置，其中所述处理器被配置为执行操作指令，将为同步波峰的振幅波峰分离成多个族，并为周期信息图中的每个同步波峰族分配不同的显示颜色...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·V·鲍尔斯三世，A·J·海森，
申请(专利权)人：计算系统有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US