[发明专利]一种机械振动频率可视化测量装置及其方法

说明书

本发明涉及一种机械振动频率可视化测量装置及其方法，该装置包括依次连接的光学镜头、光强变化感知模块、数据处理模块以及显示模块，光强变化感知模块、数据处理模块和显示模块分别连接至直流电源，光学镜头用于将物体表面的反射光传输给光强变化感知模块；光强变化感知模块根据物体表面的反射光，输出物体表面对应的光强变化矩阵给数据处理模块；数据处理模块用于对光强变化矩阵进行解码处理，以得到物体表面对应的振动频率值；显示模块按照RGB值与振动频率值的对应关系，将物体表面的振动频率以彩色图像的方式进行显示。与现有技术相比，本发明通过感知物体表面光强变化，以实现简单、快速、准确测量机械振动频率的目的，且具有可视化特点。

技术领域

本发明涉及机械振动的测量技术领域，尤其是涉及一种机械振动频率可视化测量装置及其方法。

背景技术

设备振动信号与设备自身状态具有良好的对应表达关系，振动诊断方法是一种利用传感器采集设备表面振动信号，再进一步应用相关系统分析监测信号以诊断设备内部缺陷、评估设备运行状态的监测分析手段。

目前常见的振动测量方法主要有接触和非接触振动测量两大类，其中接触式测量方法主要是指电测量方法，即通过传感器将机械信号转换为电信号，以对电信号进行处理，进而得到振动参数，传统的接触式传感器主要分为磁电式、压电式、应变片式。接触式振动信号测量方法需要与被测设备直接接触，且需要在设备表面粘贴大量传感器，无论是工程实施的便利性，还是测量密度均受限，对于旋转部件、带电设备工程实施的难度更大。

随着传感技术的发展，非接触测量技术的种类越来越多，主要以光电、电磁、超声波技术为基础，尤其以电涡流测量法、激光测距法、机器视觉法、超声波测距法为代表的非接触测量方法在工业现场得到了广泛应用。电涡流测量法已被广泛应用于电动机、发电机类设备振动在线监测场景，但其非接触测量的距离有限，通常为厘米级，这显然不适用于带电设备的振动测量场景；基于多普勒激光的振动测量技术可实现物体振动的速度、加速度、位移、运动轨迹、频率等信号感知，具有精度高的特点，但其价格昂贵，属于精密高端设备，不具备大面积装备应用的技术经济性；基于机器视觉的振动测量技术，具有图形可视化观测，形象直观的优点，尤其近年随着高速相机与图像智能处理算法的进步，逐渐得到了关注和应用，该方法对算法要求极高，稳定性和可靠性仍存在瓶颈亟需突破，另外，还存在系统成本和使用外部环境要求较高的不足。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种机械振动频率可视化测量装置及其方法，通过测量物体表面光强度的变化，以实现便捷、准确测量物体表面机械振动的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种机械振动频率可视化测量装置，包括依次连接的光学镜头、光强变化感知模块、数据处理模块以及显示模块，所述光强变化感知模块、数据处理模块和显示模块分别连接至直流电源，所述光学镜头用于将物体表面的反射光传输给光强变化感知模块；

所述光强变化感知模块根据物体表面的反射光，输出物体表面对应的光强变化矩阵给数据处理模块；

所述数据处理模块用于对光强变化矩阵进行解码处理，以得到物体表面对应的振动频率值；

所述显示模块按照RGB值与振动频率值的对应关系，将物体表面的振动频率以彩色图像的方式进行显示；

所述直流电源用于分别提供电能给光强变化感知模块、数据处理模块以及显示模块。

进一步地，所述数据处理模块通过通信模块分别与光强变化感知模块、显示模块连接。

进一步地，所述通信模块采用USB协议或TCP/IP协议。

进一步地，所述数据处理模块连接有存储模块，所述存储模块用于存储数据处理模块输出的所有数据。

进一步地，所述存储模块具体为SD存储卡。