[发明专利]一种采集移栽机振动信号的捕捉装置及其捕捉信号的方法

权利要求书

1.一种采集移栽机振动信号的捕捉装置，其特征在于：包括底座（5）和呈圆筒状结构的壳体（3），底座（5）顶部设置有一段凸起，壳体（3）套设在凸起外侧并固定在底座（5）上，底座（5）底部设置有用于将底座（5）固定在移栽机上的连接件（6）以便于底座（6）随着移栽机一起振动，凸起上支撑有轻质弹簧（4）且轻质弹簧（4）的中心线与凸起的中心线重合，轻质弹簧（4）顶部支撑有振动片（7）且振动片（7）的中心线与轻质弹簧（4）的中心线重合，壳体（3）顶部固定有呈喇叭状的振幅放大筒（2），振幅放大筒（2）的直径较大一端与壳体（3）连接，且壳体（3）内壁与振幅放大筒（2）连接处的内壁位于同一平面上以避免影响振动信号的传递，振幅放大筒（2）的小径端上安装有PVDF传感器单元（1），底座（5）随着移栽机振动并通过轻质弹簧（4）将振动信号传递给振动片（7），振动片（7）通过壳体（3）内部的空气介质传递并由幅放大筒（2）收集汇总后传递给PVDF传感器单元（1），PVDF传感器单元（1）将移栽机的振动信号转换为电信号并输出；

所述的连接件（6）为磁性连接件；所述的凸起为圆柱状结构，凸起的外径等于壳体内径，凸起和壳体直接通过螺纹配合的方式连接在一起；所述的PVDF传感器单元（1）包括PVDF薄膜、噪声滤除电路、温度补偿电路和信号输出电路。

2.利用权利要求1所述的一种采集移栽机振动信号的捕捉装置捕捉信号的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将信号捕捉装置通过磁性连接件安装于需要检测的机械振动结构上，调整PVDF传感器单元的噪声滤除电路，进行系统初始化，信号校零操作；

步骤二：待装置稳定并校零后，开始检测振动信号，振动源通过底座将振动信号依次传递给轻质弹簧和振动片，使振动片在密闭空腔内做简谐振动，振动信号通过振幅放大筒，提高振动信号的幅值以便于PVDF传感器单元的检测；

步骤三：PVDF传感器单元检测信号经过转换形成电信号，将电信号传输给计算机处理还原简谐振动信号，得出机械振动频率，然后根据增益系数得出机械振动强度。

3.根据权利要求2所述的利用一种采集移栽机振动信号的捕捉装置捕捉信号的方法，其特征在于：

所述步骤二中，由能量守恒可得到简谐振动振幅函数：

其中，为振动片端面直径，为PVDF传感器端面直径，l为锥形坡面高度，k为园波数，h为振动片上端腔室内气体的高度，分别为端面的位移长度。

4.根据权利要求2所述的利用一种采集移栽机振动信号的捕捉装置捕捉信号的方法，其特征在于：所述的步骤三中，增益运算系数可由如下公式获得：

其中，c为机械波在空气中传播速度，l为振幅放大筒的高度，f为振动频率，表示增益系数。