基于ZigBee双信号无线传输技术的智能叶片测频评价方法

技术领域

本发明涉及叶片测频技术领域，具体地，涉及一种基于ZigBee双信号无线传输技术的智能叶片测频评价方法。

背景技术

目前，在叶片频率现场检测中，由于汽轮机转子叶片数量较大，在频繁测试的过程中需要不停的移动加速度传感器，会导致接线端松动。同时采用手持力锤方式敲击汽轮机叶片，敲击过程中易受个人因素影响，比如出力的方向不一、力量大小不均等，可能会造成测试的稳定性较差从而影响测量结果，同时现场叶片频率检测也存在一定的力锤脱手风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种基于ZigBee双信号无线传输技术的智能叶片测频评价方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于ZigBee双信号无线传输技术的智能叶片测频评价方法，其特征是，采用用于激发汽轮机叶片振动的无线纽扣式激振器，所述汽轮机叶片连接有无线加速度传感器，所述无线纽扣式激振器和无线加速度传感器通过ZigBee无线传输与无线振动信号分析仪连接，所述无线振动信号分析仪和无线纽扣式激振器都通过ZigBee无线传输与上位机连接；所述无线纽扣式激振器包括激振器外壳、智能功率放大电路、磁性底座和固定座，所述激振器外壳的底部与磁性底座连接，所述智能功率放大电路通过固定座固定在磁性底座上；所述无线加速度传感器包括振动频率测量元件、单片机、ZigBee无线传输模块和电源模块；所述无线振动信号分析仪包括电源模块、ZigBee无线传输模块、用于采集无线数据信号的数据采集模块、信号调理模块、A/D转换模块和数据处理模块；所述上位机含有基于ZigBee无线传输的测频软件和激振器驱动软件；

测试者通过上位机中的激振器驱动软件向无线纽扣式激振器发出正弦激振信号激发汽轮机叶片振动，无线加速度传感器获取汽轮机叶片的振动信号，无线振动信号分析仪通过ZigBee无线传输模块接收无线纽扣式激振器产生的力信号和无线加速度传感器采集的叶片振动响应信号，所述无线振动信号分析仪对力信号和叶片振动响应信号进行滤波、放大处理转换为数字信号，通过ZigBee无线传输至上位机中的测频软件，得出叶片静态固有频率；根据所述叶片静态固有频率，测频软件自动计算出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于所述叶片频率分散度评价汽轮机叶片的安全性，获取汽轮机叶片的安全性评价结果。

进一步的，所述信号调理模块用于对所述力信号和叶片振动响应信号进行滤波和放大处理，所述A/D转换模块用于将经滤波和放大处理后的模拟力信号和叶片振动响应信号转换为数字信号，所述数据处理模块用于对力信号和叶片振动响应信号进行处理，通过FFT计算、频响函数计算、静态频率智能识别得出叶片静态固有频率。

进一步的，所述测频软件含有评价模块，所述评价模块根据叶片静态固有频率自动计算出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于所述叶片频率分散度评价叶片的安全性，获取汽轮机叶片的安全性评价结果。

进一步的，所述振动频率测量元件的量程范围是0~500Hz。

进一步的，所述无线振动信号分析仪所用的芯片为DSP芯片。

进一步的，所述无线纽扣式激振器的电源为3.7V，所述无线加速度传感器的电源为3.6V，所述无线振动信号分析仪的电源为24V。

进一步的，所述Zigbee无线传输模块采用CC2630芯片。

进一步的，所述单片机采用LPC1788单片机。

进一步的，所述Zigbee无线传输模块采用星型网络拓扑结构的Zigbee无线网络。

进一步的，所述A/D转换器采用AKM公司的AK5385B。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明既提高了测量精确度，同时又降低了现场检测可能带来的安全风险，满足了越来越严格的生产安全性需求。

附图说明

图1是本发明中无线纽扣式激振器的纵向剖视图。

图2是本发明中无线纽扣式激振器的立体结构示意图。

图3是本发明中各设备的连接关系示意图。

图中：激振器外壳1、智能功率放大电路2、磁性底座3、固定座4、汽轮机叶片5、无线纽扣式激振器6、无线加速度传感器7、无线振动信号分析仪8、上位机9。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1至图3，本实施例中，一种基于ZigBee双信号无线传输技术的智能叶片测频评价方法，采用用于激发汽轮机叶片5振动的无线纽扣式激振器6，汽轮机叶片5连接有无线加速度传感器7，无线纽扣式激振器6和无线加速度传感器7通过ZigBee无线传输与无线振动信号分析仪8连接，无线振动信号分析仪8和无线纽扣式激振器6都通过ZigBee无线传输与上位机9连接；无线纽扣式激振器6包括激振器外壳1、智能功率放大电路2、磁性底座3和固定座4，激振器外壳1的底部与磁性底座3连接，智能功率放大电路2通过固定座4固定在磁性底座3上；无线加速度传感器7包括振动频率测量元件、单片机、ZigBee无线传输模块和电源模块；无线振动信号分析仪8包括电源模块、ZigBee无线传输模块、用于采集无线数据信号的数据采集模块、信号调理模块、A/D转换模块和数据处理模块；上位机9含有基于ZigBee无线传输的测频软件和激振器驱动软件；

测试者通过上位机9中的激振器驱动软件向无线纽扣式激振器6发出正弦激振信号激发汽轮机叶片5振动，无线加速度传感器7获取汽轮机叶片5的振动信号，无线振动信号分析仪8通过ZigBee无线传输模块接收无线纽扣式激振器6产生的力信号和无线加速度传感器7采集的叶片振动响应信号，无线振动信号分析仪8对力信号和叶片振动响应信号进行滤波、放大处理转换为数字信号，通过ZigBee无线传输至上位机9中的测频软件，得出叶片静态固有频率；根据叶片静态固有频率，测频软件自动计算出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于叶片频率分散度评价汽轮机叶片5的安全性，获取汽轮机叶片5的安全性评价结果。

具体的，信号调理模块用于对力信号和叶片振动响应信号进行滤波和放大处理，A/D转换模块用于将经滤波和放大处理后的模拟力信号和叶片振动响应信号转换为数字信号，数据处理模块用于对力信号和叶片振动响应信号进行处理，通过FFT计算、频响函数计算、静态频率智能识别得出叶片静态固有频率。

具体的，测频软件含有评价模块，评价模块根据叶片静态固有频率自动计算出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于叶片频率分散度评价叶片的安全性，获取汽轮机叶片5的安全性评价结果。

具体的，振动频率测量元件的量程范围是0~500Hz。

具体的，无线振动信号分析仪8所用的芯片为DSP芯片。

具体的，无线纽扣式激振器6的电源为3.7V，无线加速度传感器7的电源为3.6V，无线振动信号分析仪8的电源为24V。

具体的，Zigbee无线传输模块采用CC2630芯片。

具体的，单片机采用LPC1788单片机。

具体的，Zigbee无线传输模块采用星型网络拓扑结构的Zigbee无线网络。

具体的，A/D转换器采用AKM公司的AK5385B。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。