机械设备磨损竟能这样监测?电子科大团队突破性研究揭秘

设计背景

设备内部磨损问题让人头疼,这影响了设备运行的稳定性和使用寿命。设备磨损情况可以通过摩擦产生的磨粒来发现,这些磨粒就好比健康的预警信号。所以,监测油路中磨粒的特性对设备状态监控和故障判断极为关键。为此,我们研发了一套基于LabVIEW的实时数据采集和滤波处理方案。

虚拟仪器技术应用

这里采用了虚拟仪器技术,利用LabVIEW的图形化编程界面和NI公司的PCI-1200数据采集卡。LabVIEW编程简单易用,界面直观。PCI-1200数据采集卡性能强大,能够适应油路磨粒检测信号的特性,设计出高效的实时数据采集系统和滤波器,从而完成信号的采集和滤波处理。使用LabVIEW的DAQ库操作端口十分简单,不需要详细了解采集卡的工作机制,只需掌握驱动函数端口的功能即可。采集卡接口能在程序中直接调用,并能融入系统开发过程,便于进行数据的采集、存储和重放。

数据采集流程

传感器等设备用于自动收集不同参数的信号,我们采取循环采集方法以确保数据的实时、快速和连续性。程序需从缓冲区特定区域提取数据,同时将新数据存放到另一个区域,以此保证数据连贯。要实现这一效果,需对缓存区容量、扫描频率、采集通道和每次读取的扫描量等参数进行合理设置。

数据噪声问题

采集到的信号未经过滤,里面掺杂了噪音,严重影响了后续分析。这些噪音可能来自外部环境的干扰,也可能是设备自身产生的。噪音导致信号失真,就像戴上有污点的眼镜看东西,阻碍了我们准确判断设备磨损情况。

滤波处理设计

要消除噪音问题,得采用滤波技术。设计滤波器时,得考虑信号的特性,挑选恰当的带宽特别关键,因为带宽一变,滤波效果自然不同。这相当于给信号来个清洁,把多余的噪音一并去除。比如,使用截止频率为60Hz的低通滤波器,信号经过处理后会更加清晰,能更精确地展现磨粒的细微特征。

系统硬件构成

该系统硬件由传感器、调节电路、PCI-1200数据采集卡和电脑组成。传感器主要功能是将非电信号转换成电信号。调节电路的作用是放大这些信号。PCI-1200采集卡则负责将信号传输到电脑上处理。这款PCI-1200采集卡是由美国NI公司生产的,属于多功能PCI总线数据采集卡,在多个行业中都有广泛应用。

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