上海瑞视仪表电子有限公司徐健获国家专利权
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龙图腾网获悉上海瑞视仪表电子有限公司申请的专利一种键相脉冲信号同步采集与多轴对中分析方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121092886B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511144184.3,技术领域涉及:G06F18/20;该发明授权一种键相脉冲信号同步采集与多轴对中分析方法是由徐健设计研发完成,并于2025-08-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种键相脉冲信号同步采集与多轴对中分析方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种键相脉冲信号同步采集与多轴对中分析方法,属于机械监测与诊断技术领域,包括:配置同步采集系统,获取调理后的键相脉冲信号与振动信号,并提取轴速及负载;构建时间漂移监测模型对键相脉冲信号进行实时补偿,确保时间同步精度;将补偿信号输入基于动力学与有限元分析的轴对中修正模型,计算动态载荷下的径向偏差和轴向偏差;采用非线性回归模型建立非线性容差阈值模型,结合实时轴速与负载动态调整允许对中偏差阈值;通过轴对中偏差与阈值的闭环比对,自动输出对中合格结论或修正建议,并支持触发信号重采以适应工况变化;实现了多轴系统对中偏差的实时、自适应分析,提升了旋转机械的运行稳定性与维护效率。
本发明授权一种键相脉冲信号同步采集与多轴对中分析方法在权利要求书中公布了:1.一种键相脉冲信号同步采集与多轴对中分析方法,其特征在于,包括: S1:基于多轴对中分析需求配置同步采集系统;所述同步采集系统包括键相传感器、振动传感器及信号调理电路; S2:通过同步采集系统获取键相脉冲信号和振动信号,经信号调理电路预处理,得到调理后的键相脉冲信号和振动信号,并提取轴速和负载; S3:基于调理后的键相脉冲信号的时间特性和间隔,构建时间漂移监测模型; S4:利用时间漂移监测模型对调理后的键相脉冲信号进行时间漂移补偿,并判别补偿后的键相脉冲信号是否达标,若达标,则将补偿后的键相脉冲信号和振动信号输入基于动力学原理和有限元分析方法构建的轴对中修正模型,计算动态载荷下的轴对中偏差; S5:采用非线性回归分析建立非线性容差阈值模型,以轴对中偏差、实时轴速、负载为输入,输出允许对中偏差阈值; S6:对比轴对中偏差与允许对中偏差阈值,若轴对中偏差在允许对中偏差阈值内,则输出对中合格结论并结束流程;否则,生成修正建议并触发重采; S4中所述利用时间漂移监测模型对调理后的键相脉冲信号进行时间漂移补偿,并判别补偿后的键相脉冲信号是否达标,包括: S4.1:最小均方自适应滤波算法根据时间漂移监测模型输出的时间漂移预测值,动态调整滤波器的系数,对调理后的键相脉冲信号进行实时补偿,得到补偿后的键相脉冲信号,并在补偿过程中计算补偿后的键相脉冲信号的时间特性参数;所述补偿后的键相脉冲信号的时间特性参数包括上升沿时间、下降沿时间、脉冲宽度和周期; S4.2:设定时间特性参数的达标标准范围;所述达标标准范围包括上升沿时间的误差范围、脉冲宽度的波动范围; S4.3:将补偿后的键相脉冲信号的时间特性参数与达标标准进行对比; 若所有时间特性参数均在达标标准范围内,则判定补偿后的键相脉冲信号达标; 若任一时间特性参数不在达标标准范围内,则继续进行时间漂移补偿,直至达到预设的最大补偿次数; 在所述判定补偿后的键相脉冲信号达标后,执行: A1:获取各轴段的系统参数,基于牛顿第二定律和欧拉方程,建立各轴段的平移和旋转运动方程;所述系统参数包括各轴段的几何尺寸、材料属性、轴承刚度参数、轴承阻尼参数; A2:联立所有轴段的平移和旋转运动方程,形成多轴系统的全局动力学方程组;所述全局动力学方程组的形式为:,其中,表示质量矩阵,表示阻尼矩阵,表示刚度矩阵,表示外部激励力,由键相脉冲信号和振动信号生成,X表示位移向量,表示位移向量X对时间的一阶导数,即速度向量,表示位移向量X对时间的二阶导数,即加速度向量; A3:采用有限元分析方法对多轴系统进行离散化处理,将多轴系统划分为N个有限元单元,确定每个有限元单元的节点位移和应力应变关系,得到多轴系统的有限元分析模型; 在所述判定补偿后的键相脉冲信号达标后,还执行: A4:将补偿后的键相脉冲信号转换为转速-时间曲线,作为多轴系统的旋转激励源输入多轴系统的有限元分析模型,将振动信号通过傅里叶变换分解为频域分量,映射到多轴系统的有限元分析模型的对应节点作为外部激励力,得到加载激励后的有限元模型; A5:基于加载激励后的有限元模型,采用龙格-库塔法求解全局动力学方程组,得到各节点的位移、速度、加速度,并输出多轴系统动态响应;所述多轴系统动态响应包括轴心轨迹、弯矩分布和轴承反力; 所述轴心轨迹基于各轴段的动态位移曲线确定; 所述弯矩分布基于节点位移计算; 所述轴承反力由边界条件及动力学响应计算; 在所述判定补偿后的键相脉冲信号达标后,还执行: A6:利用加载激励后的有限元模型的单元形函数对节点位移进行插值计算,得到轴段内部的应变分布,再结合材料本构关系得到应力场; A7:基于加载激励后的有限元模型输出的节点位移,计算各轴段中心线相对于理想轴线的偏移量,取峰值作为径向偏差,通过联轴器端面的轴向位移差和倾角综合计算轴向偏差; A8:整合加载激励后的有限元模型计算的径向偏差和轴向偏差,输出动态轴对中偏差报告;所述轴对中偏差报告包含偏差量、偏差位置及随时间的变化趋势。
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