基于加速度计算的电子水泵转速测量方法和测量装置制造方法及图纸

基于加速度计算的电子水泵转速测量方法和测量装置，涉及设备测量技术领域，本发明专利技术主要是利用加速度传感器测量电子水泵在运转过程中的壳体的振动，然后将获得的振动信号进行傅里叶变换以转化为频谱信号，再对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值，最终换算成转速。实现了对频域信息进行自动化的识别确认，提高了测量效率和准确度。提高了测量效率和准确度。提高了测量效率和准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于加速度计算的电子水泵转速测量方法和测量装置


[0001]本专利技术涉及设备测量
，尤其指一种基于加速度计算的电子水泵转速测量方法和测量装置。

技术介绍

[0002]电子水泵在开发、产线生产的过程中，测试都是必不可少的环节，水泵的电机转速是测试中非常重要的信息。通常会通过电控系统读取水泵的电机转速，但是很多时候并不具备测试条件，例如：并不知道电控系统完整的控制信息；或者需要外接线缆，但这容易破坏样件。所以，需要一种安装方便、通用性好、准确度高的测量方法。
[0003]目前，行业内有些采用基于加速度传感器振动测量的转速测量方法来进行测量，该测量方法虽然安装方便，但是测量后需要手动对频域信号峰值进行人工识别，而且没有进行谐波校验，整体效率低下、准确度也较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于加速度计算的电子水泵转速测量方法，能够对频域信息进行自动化的识别确认，以提高测量效率和准确度。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于加速度计算的电子水泵转速测量方法，其主要是利用加速度传感器测量电子水泵在运转过程中的壳体的振动，然后将获得的振动信号进行傅里叶变换以转化为频谱信号，再对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值，最终换算成转速。
[0006]优选地，对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值，最终换算成转速的步骤如下：
[0007]S1、计算频谱信号中的阈值G：计算0～1000Hz内的平均值G
平均
，并通过下式得到阈值G：
[0008][0009]其中，N为谱线数，n为阈值系数；
[0010]S2、计算大于阈值G的峰值来判断谐波序列：假设基波BaseF＝Fre[0]，若2*BaseF、4*BaseF、6*BaseF、8*BaseF对应的频率至少有2个在峰值序列中，则BaseF成立，否则再假设BaseF＝Fre[1]，以此类推。
[0011]S3、当BaseF成立时，通过下式换算成转速：N
转速
＝BaseF*60。
[0012]更优选地，在步骤S2中，当谐波为2阶时，频率判断方式为：
‑
a％<＝(2*BaseF
‑
Fre[1])/Fre[1]<＝a％，则判断2*BaseF在序列中；
[0013]其中，BaseF为基波频率，H[]＝1,2,4,6,8为主要谐波次数，F[]＝H[1]*BaseF、H[2]*BaseF、H[3]*BaseF、H[4]*BaseF为谐波频率，Fre[]＝Fre[0]、Fre[1]、Fre[2]、Fre
[3]、Fre[4]为峰值序列对应的频率。
[0014]另外，本专利技术还提供一种基于加速度计算的电子水泵转速测量装置，其特征在于，包括：
[0015]加速度传感器，用于安装在电子水泵上并采集振动信号；
[0016]信号转换模块，用于将采集的振动信号进行傅里叶变换以转化为频谱信号；
[0017]数据处理模块，用于对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值；
[0018]结果生成模块，用于将排除频谱信号中的干扰峰值的数据换算成转速。
[0019]该装置采用上述的基于加速度计算的电子水泵转速测量方法来运行。
[0020]与现有技术相比，本专利技术实现了对频域信息进行自动化的识别确认，提高了电子水泵转速测量的效率和准确度。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的方法原理流程示意图；
[0022]图2为本专利技术的方法应用于电子水泵转速测试的场景示意图；
[0023]图3为直接采集到的振动信号经过频谱分析后得到频谱示意图；
[0024]图4为本专利技术中Fre[0]的识别方法原理示意图；
[0025]图5为本专利技术判断谐波序列的原理示意图；
[0026]图6为本专利技术的方法原理的详细流程示意图。
具体实施方式
[0027]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。
[0028]如图1所示，基于加速度计算的电子水泵转速测量方法，首先通过安装在电子水泵上的加速度传感器收集的信号进行采集，得到振动信号，然后将获得的振动信号进行傅里叶变换以转化为频谱信号，通过图3可以看出，频谱信号中往往存在一个或多个干扰峰值，这些干扰峰值可能出现在频谱的任何位置，因此接下来通过自动识别并排除干扰峰值的方法来进一步处理数据。
[0029]首先确定谐波特征，汽车用电子水泵其谐波形式往往与其电机的结构相关，如：电机4对磁极：主要谐波次数为1、2、4、6、8
…
；电机5对磁极：主要谐波次数为1、2、5、10
…
；电机6对磁极：主要谐波次数为1、2、6、12
…
。不同的结构对其谐波形式会有所不同，那么本实施例中的数据处理方式，主要是以4对磁极为例。定义谐波序列，例:H[]＝1,2,4,6,8。
[0030]然后计算频谱信号中的阈值G。具体来说，计算0～1000Hz内的平均值G
平均
，并通过下式得到阈值G：
[0031][0032]其中，N为谱线数，n为阈值系数。
[0033]接下来，计算大于阈值G的峰值来判断谐波序列，在程序中，表达为Fre[]＝Fre[0]、Fre[1]、Fre[2]…
。本实施例采取的识别方式的原理如图4所示，具体来说，假设基波BaseF＝Fre[0]，若2*BaseF、4*BaseF、6*BaseF、8*BaseF对应的频率至少有2个在峰值序列中，则BaseF成立，否则再假设BaseF＝Fre[1]，以此类推。如图5所示，展示了上述的谐波序列判断方式。
[0034]那么，以2阶谐波为例，频率判断方式为：
[0035]‑
a％<＝(2*BaseF
‑
Fre[1])/Fre[1]<＝a％，则判断2*BaseF在序列中。
[0036]其中，BaseF为基波频率，H[]＝1,2,4,6,8为主要谐波次数，F[]＝H[1]*BaseF、H[2]*BaseF、H[3]*BaseF、H[4]*BaseF为谐波频率，Fre[]＝Fre[0]、Fre[1]、Fre[2]、Fre[3]、Fre[4]为峰值序列对应的频率。
[0037]当BaseF成立时，通过下式换算成转速：N
转速
＝BaseF(基波频率)*60(转/分钟)。
[0038]再对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值，最终换算成转速。
[0039]上述实施方式提供的基于加速度计算的电子水泵转速测量方法的优势体现在以下几个方面：
[0040]非接触式测量：使用加速度传感器采集振动信号可以实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于加速度计算的电子水泵转速测量方法，其特征在于：利用加速度传感器测量电子水泵在运转过程中的壳体的振动，然后将获得的振动信号进行傅里叶变换以转化为频谱信号，再对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值，最终换算成转速。2.根据权利要求1所述的基于加速度计算的电子水泵转速测量方法，其特征在于：对频谱信号进行自动化的识别确认，排除频谱信号中的干扰峰值，最终换算成转速的步骤如下：S1、计算频谱信号中的阈值G：计算0～1000Hz内的平均值G
平均
，并通过下式得到阈值G：其中，N为谱线数，n为阈值系数；S2、计算大于阈值G的峰值来判断谐波序列：假设基波BaseF＝Fre[0]，若2*BaseF、4*BaseF、6*BaseF、8*BaseF对应的频率至少有2个在峰值序列中，则BaseF成立，否则再假设BaseF＝Fre[1]，以此类推。S3、当BaseF成立时，通过下式换算成转速：N
转速
＝BaseF*60。3.根据权利要求2所述的基于加速度计算的电子水泵转速测量方法，其特征在于：在步骤S2中，当谐波为2阶时...

【专利技术属性】
技术研发人员：游思归，陈少林，刘妮斯，
申请(专利权)人：湖南天雁机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：