同类、有序动信息(组)群各信息源时域样本的跟踪采集制造技术

对运动机器中ｎ个同类有序信息源各信号的跟踪采样，为动态和在线信息采集提供新途径。在信息源运动路径旁设定的检测区内布设ｍ个传感器，其检测信号经处理输到对应各信息源Ａ↓［１］的各切换开关的多路输入口，目标运动识别和控制系统据目标的特征参数确定目标和各信号源Ａ↓［１］到达各传感器的时刻和时序，控制切换开关跟踪截取各路输入信号，分离和输出对应各信息源Ａ↓［１］的信号Ｏ↓［１］，获得各信息源信息完整时域样本供诊断分析研究。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Tracking and sampling of time domain samples of different kinds of information sources in homogeneous and ordered dynamic information

The tracking and sampling of the signals of the same kind of ordered information sources in the motion machine n provides a new way for dynamic and online information collection. Set in the information source by the moving path of the detection area layout of M sensor, the detection of multiple input signals are processed to each switch corresponding to each information source: A 1 switch port, target identification and control system according to the characteristic parameters of target object and the signal source: 1 to A the sensor time and timing control switch tracking intercept each input signal, and output corresponding to each information source separation A: 1 signal O: 1, to obtain information from each sample for the complete time domain analysis of diagnosis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于对运动信息源信号的跟踪采样，特别是涉及运转(运行)机器(机械)中同类的有序的动信息组群各个信息源信号样本的跟踪采集和分离。任一种最简单的检测技术，都离不开获取信息这一环节。信号采集是现代工业检测技术的基础，特别是动态或在线检测更有赖于对信号进行准确有效和完整的采样。现有技术中，例如在铁路两侧安装“红外轴温报警器”，“轴承音响探测器”来检测车辆轴承温度或噪音是否超标，以期判定轴承是否有故障，这是用非机载单传感器采集信息进行检测的例子，它们只能通过随机遭遇获得信息源的少量幅值信息，作简单的检测评估，不能获得含有更多信息内容的完整的时域样本，因而不能作深入的分析研究和诊断；大多数的动态或在线检测是针对运转机械中某单一信息源用安装机载单传感器来完成一维(如温度)或多维(如振动含幅值、频率、调制等)信息采集，但因运动可能导致信息幅度损失或附加调制失真，使信息真实度降低；本专利技术人专利技术的，已成功地在“铁路车辆轮对轴承不分解自动诊断系统”中应用的“多传感器共振解调故障检测技术”(专利号90105568.9)，用机载多传感器对单个运动信息源(轮对中一套轴承)进行多方位并列受感，对各传感器的信号合理进行处理叠加，综合成一单个信号用于分析诊断，这种机载多传感器信息采集适于处理单个检测对象(信息源)由于运动导致的信息幅度损失、附加调制失真等不利于信息加工处理的问题，但不能解决对同一运转机械中类同的、有序的多个动信息源(信息组群)各个信息的检测(采集)问题。机载传感器也不能解决对另一机器中相同的信号采集问题。实现对同类机器中类同的有序的运动信息群各个信号的采样是一个工程技术中应用面广而有待解决的现实课题。如对通过的铁路车辆各车轮组件故障在线诊断时的信号采样，螺桨发动机试验各桨叶轴向振动信号跟踪采样，行星齿轮传动装置各行星齿轮故障的信号采样等许多检测技术中的信号采集都可归属于这一课题。本专利技术的任务可归结为是实现对运转机器中n个同类的、有序的动信息源(信息组群A1～An)的各个信息源Af(f＝1～n)完整的信号时域样本的跟踪采集和分离。本专利技术的技术方案如下采样系统含有检测传感器1，信号处理器2，目标与运动识别系统3，跟踪切换开关4和控制系统5。在有序信息群Af(f＝1～n)运动路径旁一段特定的检测区域范围L内，布设m个(组)传感器，对待检信号进行探测受感。这些传感器视情可以是接触式传感器或是非接触式传感器，如超声、声纳、振动、冲击、压电、应变、热释电、红外、电容、电涡流、磁阻、射线传感器等等。m个传感器输出的信号经处理器处理后，输出信号至与各信息源Af(f＝1～n)对应的各切换开关4的多路输入通道。目标与运动识别系统、控制系统根据目标特有的特征参数进行目标和运动识别测量，确定各信息源Af到达各传感器1J(J＝1～m)受感区域的时刻和时序，控制切换开关4跟踪各输入信号并适时切换，正确截取从而分离和输出对应各信息源Af的相应信号Of供记录或存储，如送至计算机A/D接口；检测传感器及其布局的选择和设计检测区段长度L的确定，即多个检测传感器沿信息源运动路径的分布范围，应根据采集信号完整性原则，即在采集的信息样本中，对于最低频率的信号也能得到指定个数的数据，以不致发生低频信号失落别样。例如，信息源中需采集的最低频率信息每经路程S产生一个信号，为便于分析该信号特征，就需要采得的样本中含有K个(至少取2个，较好为4～10个)上述低频信号，则检测传感器分布范围应有L≥K·S。传感器分布密度即间距H的选择或设计，则应按下述各点者虑一、符合信号定常性准则即切换开关对各传感器经处理的信号跟踪切换后输出的相应信号Of，应是在整个检测时域内基本完整和稳定的，能真实反应映该信息源Af信息的。也就是不应因所检测的信息源渐离某检测传感器而产生切换输出信号幅值大幅度跌落失真和产生附加的调制现象或丢失某段时域的信息。根据在传感器的受感半径区间(-x0，x0)内其输出幅度响应F与传感器距信息源沿其运动方向的距离x的函数关系，对于可近似用F＝f(x)＝1表达的这一类恒输出型传感器，或可近似用F＝f(x)＝1-|x|/x0表达的线性变化输出型传感器，应分别取传感器间距使满足H≤2x0，H≤x0。对于后者这便于采用叠加处理以满足定常性要求。例如当H＝x0时，每相邻两传感器的信号幅值分别有F1＝f(x)＝1-|x|/x0，F2＝f(x)＝1-|x0-x|/x0，则F1+F2＝1-|x|/x0+1-|x0-x|/x0＝1，即可简便地用二叠加处理使满足输出为定常稳定值。二.若两传感器过于邻近会导致相互干扰，允许的最小距离是L0，则两传感器间距应大于L0，有H≥L0。三.为准确分离出各信息源的信息，即相邻最近的两信息源(间距L1)的信号，不应相互混入相邻的传感器，也即不应混入该二信息源所对应的切换开关输出的信号中，应有L1≥2x0。对于确定的检测对象，L1是确定的，因此应正确合理选择设计传感器及受感区间半径X0及其布局来满足上述要求。综上所述，在一般情况下，传感器及其布局的选择和设计，对于恒输出型传感器应满足传感器分布范围L≥K·S，--(1)传感器性能限制H≤2X0，--(2)传感器干扰限制H≥L0， --(3)信息源间距限制L1≥2X0， --(4)对于线性变化输出型传感器应满足传感器分布范围L≥K·S --(1)传感器性能限制H≤X0--(2)传感器干扰限制H≥L0--(3)信息源间距限制L1≥2X0--(4)本专利技术在可不装设机载传感器及仪器设备的情况下，实现了对目标中同类的有序动信息组群中各信息源产生的简单或多维复杂信号进行分离，并采集到其完整的信号时域样本。为工程上大量运动机械的动态和在线检测的信息采集，提供了一种有效途径，不仅采样快速、并可节约大量购置机载检测设备的开支，又不影响机器的正常运转和不至因安装检测传感器破坏其工作状况，同时采集并分离出了信息十分丰富的信号样本，便于应用现代高科技进行分析研究，得到更加可靠的测量诊断结果等有益效果。对于确保工程设备安全可靠运行，防止设备事故损失和提高经济效益都有重要意义。 附图说明图1本专利技术的方案框图。图2对通过的列车各车轮组件故障诊断的信息采集框图。图3螺桨发动机试验各桨叶振动信号跟踪采样框图。图4行星齿轮减速器行星齿轮故障信息的跟踪采样框图。图5机车车轮轮箍松动故障跟踪采样框图。图6火车轮轮毂裂纹故障信息在线跟踪采样框图。图7车轮轮径及不圆度检测信号的采样框图。1检测传感器， 2信号处理器，21二叠加器，22调频振荡器，23鉴频检波器，3目标与运动识别系统，31目标与运动识别系统的前置电路。4跟踪切换开关， 5控制系统，51控制系统的测速接口，52控制系统的控制接口，53控制系统的A/D接口。下面结合附图对一些实施例进一步作说明。实施例1，对通过的列车各车轮组件故障诊断的信息采集。铁路机车和车辆在每个转向架上有2对或3对车轮A1，A2，A3。一列列车则有多组这样的信息源。为了取得一个车轮上传来的低频故障源的信号样本，如车轴轴承保持架的故障信号，一般需在4～7倍车轮圆周长的一段铁路轨道上或路旁安装传感器。根据现有车型及间距，传感器间距一般取H＝1～1.45米为宜，所需传感器数m＝L/H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测、监控、诊断技术中跟踪采集同类、有序、动信息组群的各个信息源Ａｆ（ｆ＝１－ｎ）的完整时域样本的方法，采集系统含有检测传感器（１）及其处理器（２），目标与运动识别系统（３），跟踪切换开关（４）和控制系统（５），其特征是在信息源运动路径旁特定长度Ｌ的检测区段内，布设ｍ个（组）传感器（１↓［Ｊ］）（Ｊ＝１－ｍ），对检测信号探测受感，相应的信号处理器（２）对各传感器输出信号处理后输出信号至与各信息源（Ａ↓［ｒ］）对应的各个切换开关（４）的多路输入口，目标与运动识别系统根据目标特有的特征参数进行目标与运动识别，确定各信息源（Ａ↓［ｆ］）到达各传感器（１↓［Ｊ］）的时刻和时序，控制切换开关（４）跟踪切换来自各传感器的信号处理器的输入信号，分离和输出对应各信息源Ａ↓［ｆ］的相应信号Ｏ↓［ｆ］；并根据信号完整性原则、定常性准则，以及相邻传感器工作时不相互干扰，两相邻最近信息源的信号不应相互混入相应的输出信号中的原则来选择和设计传感器及布局传感器分布区段长度Ｌ、间距Ｈ，一般情况下对于在传感器受感区间（－ｘｏ，ｘｏ），传感器幅值响应Ｆ近似满足函数关系Ｆ＝ｆ（ｘ）＝１的恒输出型传感器和近似满足Ｆ＝ｆ（ｘ）＝１－｜ｘ｜／ｘｏ的线性变化输出型传感器，应分别有： Ｌ≥Ｋ.Ｓ，Ｈ≥Ｌｏ，Ｌ↓［１］≥２ｘｏ，Ｈ≤２ｘｏ；和 Ｌ≥Ｋ.Ｓ，Ｈ≥Ｌｏ，Ｌ↓［１］≥２ｘｏ，Ｈ≤ｘｏ。 式中： Ｌ －传感器分布区段长度， Ｈ －传感器间距， Ｌｏ －传感器不相互干扰的最短距离， Ｌ↓［１］ －两相邻最近信息源的距离， Ｓ －每产生一个最低频率信号的路程， Ｋ －要求采集的最低频率信号的个数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐德尧，殷锋，王平，
申请(专利权)人：北京唐智科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]