[发明专利]一种用于摇匀仪测量的复合测量系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种用于摇匀仪测量的复合测量系统及测量方法，包括主设备和无线子设备；主设备包括主控单元及与均与其连接的程控激励源、调理单元、数据处理单元、无线通信单元和电源；主设备包括依次连接的振动传感器、滤波器、调理单元、模数转换单元；程控激励源连接振动传感器；无线子设备包括无线主控单元和用于测量摇匀仪运行转速、温度、磁场强度和加速度的传感器组；无线子设备还包括与无线主控连接的电源和无线通信单元；主设备中的无线通信单元与子设备的无线通信单元连接，实现主设备和无线子设备的数据传输；本发明测量范围广泛、使用方便，具有更好的测量精度。

技术领域

本发明涉及摇匀仪测量领域，具体涉及一种用于摇匀仪测量的复合测量系统及测量方法。

背景技术

摇匀仪是利用机械振动使得混合物充分混合的机械设备。摇匀仪目前广泛应用于医疗卫生、科研、工业等领域。为保证摇匀仪的正常工作，需要对摇匀仪进行校准使其工作于合适的参数下，为了校准摇匀仪设备则需要对摇匀仪的振动频率进行精确测量，对摇匀仪的振动频率进行精确测量具有必要性。

目前摇匀仪振动频率测量设备部分采用光电探测技术实现对摇匀仪振动频率的测量，部分采用振动传感器对振动频率进行测量。现有光电式摇匀仪测量方法需要在摇匀仪上添加反光条并用传感器精确对准反光条，对准操作耗时费力且难以兼容大小和形状各异的摇匀仪设备。且光电式摇匀仪测量方法难以测量点动式摇匀仪，因此具有较大的局限性。现有的振动传感器摇匀仪测量方法在测量低振动频率时受限于振动传感器响应频率，在摇匀仪低量程下测量精度较低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种测量精度高，测量方法简单的用于摇匀仪测量的复合测量系统及测量方法。

本发明采用的技术方案是：

一种用于摇匀仪测量的复合测量系统，包括主设备和无线子设备；主设备包括主控单元及与均与其连接的程控激励源、调理单元、数据处理单元、无线通信单元和电源；主设备包括依次连接的振动传感器、滤波器、调理单元、模数转换单元；程控激励源连接振动传感器；无线子设备包括无线主控单元和用于测量摇匀仪运行转速、温度、磁场强度和加速度的传感器组；无线子设备还包括与无线主控连接的电源和无线通信单元；主设备中的无线通信单元与子设备的无线通信单元连接，实现主设备和无线子设备的数据传输。

进一步的，所述无线子设备设置在摇匀仪的支架上；磁场强度通过磁力计测量得到；摇匀仪的转动角速度通过三轴陀螺仪测量得到；摇匀仪的加速度通过三轴加速计测量得到；摇匀仪的温度通过温度传感器测量得到。

一种用于摇匀仪测量的复合测量方法，包括以下步骤：

步骤1：获取振动传感器测量信号，依次经过滤波器、调理单元、模数转换单元和数据处理单元，数据处理单元处理获取当前信号的频谱特性；

步骤2：根据预先存储的不同激励下的噪声频谱特性和步骤1获取的频谱特性，判断是否超过或等于噪声幅值，是否是非噪声频点；

步骤3：若否则舍弃，若是则得到疑似频点集合N；

步骤4：根据磁力计测量获取摇匀仪工作中的磁场强度变化；进行幅值比较得到疑似频率B和对应的测量信噪值S_b；

步骤5：根据陀螺仪测量得到的角速度，计算得到疑似频率C和对应的测量信噪值S_c；

步骤6：计算疑似频点集合N中的疑似频点与疑似频率B和疑似频点C的差值，若小于设定误差值则输出结果为疑似频率A及其对应的测量信噪值S_a；若否则调整程控激励源输出大小、调理单元的信号放大增益、模数转换器的采样率、数据处理单元的块长重新测量；

步骤7：对疑似频率A、疑似频率B和疑似频率C进行加权求和得到频率f_n，根据频率f_n即可得到所需测量转速n。