[发明专利]基于MEMS传感器的振动监测方法及装置

说明书

本发明涉及振动监测技术领域，公开了一种基于MEMS传感器的振动监测方法及装置，以提高振动监测的响应速度、稳定性和准确性，方案主要包括：接收MEMS传感器采集并发送的待测设备的振动加速度数据；对所述振动加速度数据进行数字高通滤波运算，过滤所述振动加速度数据中的重力加速度和静态直流分量，得到振动加速度；计算所述振动加速度的第一均方根值，并对所述振动加速度进行离散傅里叶变换，根据所述第一均方根值获得待测设备的振动频率和振动强度，根据所述离散傅里叶变换结果获得振动惯性力对待测设备造成的影响。本发明适用于机械设备。

技术领域

本发明涉及振动监测技术领域，具体来说涉及一种基于MEMS传感器的振动监测方法及装置。

背景技术

各种包括旋转部件的机械设备因设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响，在运行时均会产生机械振动，而振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳，并在相当短的时间迅速发展扩大，进而引起设备疲劳破坏并可能导致重大事故。因此通过监测机械设备的振动状态，对机械设备健康进行预测并对潜在的故障进行早期预警，以避免机械设备突发故障而造成重大损失，是智慧工业的关键环节。

机械设备健康预测主要的技术方法是通过监测设备运行中的振动情况，进而分析设备是否存在失衡、失准或其他可能导致设备故障的机械异常。传统的振动监测技术是基于压电加速度传感器，但该技术存在振动响应慢、稳定性较低、成本高，并且由于监测装置体积大，不便于将其安装在机械设备的关键监测点位，造成检测准确度较低。

发明内容

本发明旨在提出一种基于MEMS传感器的振动监测方法及装置，以提高振动监测的响应速度、稳定性和准确性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种基于MEMS传感器的振动监测方法，包括以下步骤：

步骤1、接收MEMS传感器采集并发送的待测设备的振动加速度数据；

步骤2、对所述振动加速度数据进行数字高通滤波运算，过滤所述振动加速度数据中的重力加速度和静态直流分量，得到振动加速度；

步骤3、计算所述振动加速度的第一均方根值，并对所述振动加速度进行离散傅里叶变换，根据所述第一均方根值获得待测设备的振动频率和振动强度，根据所述离散傅里叶变换结果获得振动惯性力对待测设备造成的影响。

作为进一步优化，该方法还包括：

步骤4、对所述振动加速度进行数字积分运算，得到对应的振动速度数据；

步骤5、对所述振动速度数据进行数字高通滤波运算，过滤所述振动速度数据的直流分量和速度线性漂移，得到振动速度；

步骤6、计算所述振动速度的第二均方根值，并根据所述第二均方根值获得待测设备的载荷循环速度和机械形变情况。

作为进一步优化，该方法还包括：

步骤7、对所述振动速度进行数字积分运算，得到对应的振动位移数据；

步骤8、对所述振动位移数据进行数字高通滤波运算，过滤所述振动位移数据的直流分量和速度线性漂移，得到振动位移；

步骤9、计算所述振动位移的第三均方根值，并根据所述第三均方根值获得待测设备的旋转部件的位置精度和形变引起的失准数据和失衡数据。

作为进一步优化，该方法还包括：

分别将所述待测设备的振动频率、振动强度、振动惯性力对待测设备造成的影响、载荷循环速度、机械形变情况、旋转部件的位置精度以及形变引起的失准数据和失衡数据与正常状态下的对应预设阈值进行比较，并根据比较结果确定待测设备的后续运行状态。