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申请/专利权人：河南二纺机股份有限公司;缪崯森

摘要：一种高速锭子双光纤数字智能动态功率振动特性测试分析系统，属于智能制造技术领域，基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集，基于PYTNON的数据可视化图形处理、实时动态数据插补、智能状态识别测控的高速锭子数字智能动态功率振动特性频谱分析的专用设备。系统由十分频驱动动态光纤测速测功机构，振动测试调整机构，锭子动态光纤测速机构等功能模块构成，采用边升速，边采样，边数据处理，边可视化绘图设计，多参数大数据，智能状态识别测控，实时动态绘制锭子幅频谱、扭矩谱、功率谱动态特征曲线。可满足锭子设计研发、生产制造企业，行业科研、计量检测主管部门对锭子动态特征参数评价的需求。

主权项：1.一种高速锭子双光纤数字智能动态功率振动特性测试分析系统，其特征在于：包括：十分频驱动动态光纤测速测功机构，十分频驱动动态光纤测速测功升降机构，锭带张力加载机构，锭子安装运动机构，振动测试调整机构，锭子动态光纤测速机构，基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集模块，基于PYTNON的数据可视化图形处理、实时动态数据插补、智能状态识别测控的高速锭子数字智能动态功率振动特性实时数据处理显示存储模块，其中：所述高速锭子双光纤数字智能动态功率振动特性测试分析系统采用双光纤激光光纤传感器，X轴电涡流传感器，Y轴电涡流传感器，动态扭矩传感器，同步测量驱动转速s、锭子转速n、振幅X、振幅Y、扭矩T、功率P，构成一一对应的帧数据；所述十分频驱动动态光纤测速测功升降机构上装有十分频驱动动态光纤测速测功机构，十分频驱动动态光纤测速测功升降机构中心线与十分频驱动动态光纤测速测功机构中心线平行，十分频驱动动态光纤测速测功升降机构使十分频驱动动态光纤测速测功机构中心高度升降，相对调整被测锭子安装中心高度；所述十分频驱动动态光纤测速测功机构，锭子动态光纤测速机构两个测速通道都采用激光光纤传感器脉宽测速，驱动转速s、锭子转速n构成双光纤同步测速模式；所述十分频驱动动态光纤测速测功机构上装有动态扭矩传感器，动态扭矩传感器将所测得实时动态数据送基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集模块处理；所述十分频驱动动态光纤测速测功机构上装有由E32-ZD200E驱动转速s测速光纤和E3X-DA21-S驱动转速s测速光纤放大器组成的驱动转速s激光转速传感器，十分频驱动转速s分度值0.1rpm，驱动转速s激光转速传感器将所测得的驱动转速s实时动态数据送基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集集模块处理；所述动态扭矩传感器经下膜片式联轴器与变频电机连接，经上膜片式联轴器、带轮轴与十分频驱动带轮连接。动态扭矩传感器、下膜片式联轴器、变频电机、上膜片式联轴器、带轮轴与十分频驱动带轮轴向中心都在同一条直线上；所述十分频驱动带轮通过锭带张力加载机构的锭带与安装在锭子安装运动机构的上溜板上的被测锭子相连接，带动被测锭子旋转；所述锭子安装运动机构的上溜板上装有振动测试调整机构，振动测试调整机构包括：Z轴升降台、Z轴升降台安装座、Z轴连接座、上测盘、下测盘、传感器连接座、传感器安装套、X轴电涡流传感器、Y轴电涡流传感器、X轴正交位移平台、Y轴正交位移平台，Z轴升降台的轴线与被测锭子中心线平行；X轴正交位移平台、Y轴正交位移平台与被测锭子中心线垂直；所述振动测试调整机构上的X轴电涡流传感器将所测得实时动态数据送基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集模块处理；Y轴电涡流传感器将所测得实时动态数据送基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集模块处理；所述振动测试调整机构上装有锭子动态光纤测速机构，锭子动态光纤测速机构装有由E32-ZD200E锭子转速n测速光纤和E3X-DA21-S锭子转速n测速光纤放大器组成的锭子转速n激光转速传感器，锭子转速n分度值1rpm，锭子转速n激光转速传感器将所测得的锭子转速n实时动态数据送基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集集模块处理；所述基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集模块包括：MCU单片机、8通道16位AD7606、2.7时OLED、前面板、后面板；所述X轴电涡流传感器将所测得实时动态数据经振幅X接口送8通道16位AD7606模块的1通道，Y轴电涡流传感器将所测得实时动态数据经振幅Y接口送8通道16位AD7606模块的2通道，8通道16位AD7606模块设置为4倍过采样即硬件内部采集4个样本求平均，MCU单片机对1、2通道的动态数据连续采集40个样本对每个通道来说，相当于采集160个样本，将40个样本排队，去除一个最大值，去除一个最小值，取次大的前5个值和次小的后5个值，对应相减，得到5个峰-峰值，求其平均值作为该测量点的峰-峰值，振幅Xi，振幅Yi；动态扭矩传感器将所测得实时动态数据经扭矩T接口送8通道16位AD7606模块的0通道，经4倍过采样硬件平均，MCU单片机连续采集3个样本平均，作为该测量点的扭矩值Ti；驱动转速s激光转速传感器将所测得的驱动转速s实时动态数据经驱动转速s接口，经电平转换送MCU单片机INT0，MCU单片机连续采集4个下降沿，三个脉冲宽度，计算平均脉宽，导出3个样本平均转速s值，作为该测量点的实时驱动转速s；锭子转速n激光转速传感器将所测得的锭子转速n实时动态数据经锭子转速n接口，经电平转换送MCU单片机INT1，MCU单片机连续采集4个下降沿，三个脉冲宽度，计算平均脉宽，导出3个样本平均转速n值，作为该测量点的实时锭子转速n。所述基于MCU的双光纤十分频激光光纤传感器脉宽测速、智能状态识别、多参数大数据动态高速实时数据采集模块通过MCU单片机通讯接口，采用RS-485和Modbus8N2forRTU串口通讯协议与基于PYTNON的数据可视化图形处理、实时动态数据插补、智能状态识别测控的高速锭子数字智能动态功率振动特性实时数据处理显示存储模块相连接，所述MCU单片机设有串口通讯子程序，SBUF中存入动态实时采集的驱动转速s、锭子转速n、振幅X、振幅Y、扭矩T、功率P帧数据，当COM口总线上接收到由上位机-基于PYTNON的数据可视化图形处理、实时动态数据插补、智能状态识别测控的高速锭子数字智能动态功率振动特性实时数据处理显示存储模块发出的读命令与本机地址相符时，向COM口总线上返回SBUF中的帧数据；所述基于PYTNON的数据可视化图形处理、实时动态数据插补、智能状态识别测控的高速锭子数字智能动态功率振动特性实时数据处理显示存储模块由通讯参数设置区，锭子测试参数设置区，幅频谱、扭矩谱、功率谱动态曲线及其功能键、功能显示窗口和状态显示灯构成图形用户界面GUI；所述基于PYTNON的数据可视化图形处理、实时动态数据插补、智能状态识别测控的高速锭子数字智能动态功率振动特性实时数据处理显示存储模块由智能数据可视化图形处理、实时动态数据插补及相关程序构成，包括：首次负载测量数据处理子程序，二次驱动测量及锭子特征参数数据处理子程序，获取特征参数报告、存储原始实验数据子程序，智能数据采集测控子程序，智能状态识别子程序，智能自动清屏子程序。

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