[发明专利]声学智能轴承及其监测诊断方法

权利要求书

1.一种声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，声学智能轴承包括轴承、测速编码环和智能感知装置；

所述测速编码环安装于轴承上，测速编码环上设有Q个氧磁体，相邻氧磁体间的间隔相等，氧磁体的磁极交替分布；

所述智能感知装置设置在靠近轴承的端盖上，所述端盖固定设置，智能感知装置上设有磁感应阵列、声学感知阵列和感知处理模块；

磁感应阵列与测速编码环平齐，用于切割测速编码环的磁感线进行发电；

声学感知阵列用于采集轴承运转的声音信号并将声音信号传输至感知处理模块；

感知处理模块用于接收磁感应阵列发出的电流信号和声学感知阵列发出的声音信号，并对信号处理分析，获取诊断结果；

声学智能轴承的监测诊断方法包括如下步骤：

步骤一、根据磁感应阵列获取的电流，电流方向的变化用于计算轴承转速，设时间T(s)内电流方向的变化次数为W次，则这段时间内的轴承转速n(r/s)为：

参数“Q”代表氧磁体的数目；

步骤二、声学感知阵列采集N路声音信号x₁,x₂,x₃,…,x_N；

步骤三、对N路声音信号分别求均方根值，获取声能空间分布矩阵R＝[R₁,R₂,R₃,…,R_N]；

步骤四、根据声能空间分布矩阵，获取轴承局域声场分布系数：

步骤五、根据获取的轴承局域声场分布系数及轴承转速信号，与常规正常数据对比，分析轴承的运转状态。

2.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，还包括判别步骤如下：

若声能分布不均匀，幅值差别大于η％，判定为“外圈故障”状态，且故障位置靠近于最大值R_i对应麦克风传感器方向，其中，η为幅值差别阈值；

若声能分布均匀，且幅值小于或等于额定阈值时，判定为“正常”状态；

若声能分布均匀，且幅值大于额定阈值时，判定为“内圈/滚动体故障”状态。

3.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，通过插值重采样技术对转速信号进行矫正，获取完整信号。

4.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，对声音信号x₁,x₂,x₃,…,x_N采用同步等权重融合方法进行去噪处理，获得去噪融合信号y(t)：

5.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，所述声学感知阵列包括N个麦克风传感器，麦克风传感器与磁感应阵列交替分布，且间隔相等。

6.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，所述测速编码环采用磁编码环。

7.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，所述测速编码环的内圆环周向安装有封油圈，测速编码环通过封油圈安装在轴承上。

8.如权利要求1所述的声学智能轴承的监测诊断方法，其特征在于，声学智能轴承还包括终端，终端的输入端与感知处理模块的输出端连接，用于接收声音信号及诊断结果。