[发明专利]基于ATOM与ARM的在线式实时振动检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测设备运行状况的在线式机械振动检测仪。

背景技术

目前，国内外机械故障的诊断，多数采用振动诊断，大致可以分为以下四类：

1)传统的在线式检测仪，综合了先进的计算机技术、传感器技术和网络技术，具有早期预测故障的能力。但是，由于系统构成复杂，操作比较繁琐，费用昂贵，故应用上受到限制。

2)传统的离线式检测仪，具有适用范围广、能够对各类设备进行诊断分析的特点，是传统的在线式的良好补充；然而由于体积大、不便携带，实时性差。

3)基于单CPU(Central Processing Unit)的手持式数据采集器，该类设备功能比较简单。单CPU系统受其硬件资源、算法和速度的限制，主要完成振动信号时域特征的测量，并且测试精度低，实时性差，数据存储容量小，一般无故障诊断功能，只能借助于PC机对采集过来的数据进行处理。

4)基于主从式双CPU的手持式数据采集、分析器。该类系统可以充分利用前端CPU控制能力强的优势和后端CPU强大、快速的数据处理能力，可以完成对振动信号的数字滤波、时域特征检测、频域特征检测，但是缺乏友好的人机交互界面，也缺少有效的数据管理与存储功能，对复杂的多任务处理就会显得吃力。

现有在线式操作复杂，费用昂贵；手持式缺乏人机交互界面，不能在线随时检测设备运行中出现的机械故障，特别是当设备工作环境恶劣，人力资源有限的情况下，手持式的应用更受到了限制。因此不能保证机械设备安全运行，易造成机械设备的损坏，给企业带来严重的经济损失。

基于上述背景，本发明提出一种在线式实时振动检测仪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可抵抗恶劣环境，具有良好的人机交互界面、简单易用、实时性好、节省人力资源、处理能力强的振动检测仪，针对机械的运行状态进行实时在线监测。

本发明的目的是这样实现的：基于ATOM和ARM的在线式实时振动检测仪，包括传感器、ARM平台和ATOM平台。其特征在于传感器与ARM平台相连，ARM平台与ATOM平台相连，传感器将设备振动信号转换成电信号，ARM平台上的A/D模块对电信号进行采样，并通过ARM处理器的控制传输到ATOM平台，ATOM平台对接收到的数据进行频谱分析，并在图形化界面上显示。

ATOM平台在Linux操作系统下管理数据和开发人机界面，并可远程控制ARM处理器改变采样速率，对设备状态进行实时分析和现场诊断。

ATOM平台和ARM平台之间通过串口线连接，实现对振动信号的实时处理。

有益效果

本发明对比已有技术具有以下创新点：

利用主从式双CPU的系统实现在线检测设备的运行状况，实时性好。使用ATOM平台作为主处理器，可以充分利用ATOM平台运行的操作系统管理数据和开发人机界面，操作简单。

本发明对比已有技术具有以下显著优点：

1.适用于设备工作环境恶劣的振动检测；

2.无需人工巡检，降低工作量，节省时间，大大提高工作效率；

3.实时性好、简单易用；

4.良好的人机交互界面、处理能力强。

附图说明

图1是系统整体框图

图2是软件设计模块图

图3是Linux内核配置界面

具体实施方式

1.硬件部分

本发明的整体原理方框图如图1所示，由传感器、ARM平台和ATOM平台组成。

ATOM平台采用Intel ATOM Z510处理器，搭配Intel us15w单芯片系统控制器，相比传统x86双桥片架构功耗更低，配置更加灵活。UP-Atom510外扩常用接口和控制器，包括5个USB接口，100M网卡，1000M网卡，PS2键盘鼠标接口，音频接口，串口以及VGA接口，同时底板上还有PC104总线接口。

工作过程如下：机械设备的振动信号由振动传感器转换为电信号，经A/D转换芯片转换成数字信号，直接送入ARM处理器进行存储。将存储数据经过串口线传输到远程ATOM平台，在Linux系统下对数据进行傅里叶变换，进行频谱分析，并将处理结果送人机界面进行显示，通过频谱图了解机械设备运行状况，进而进行诊断。

2.软件部分

2.1软系统的总体设计