本發明專利技術提供一種用于檢測設備運行狀況的在線式實時振動檢測儀，是基于新興的英特爾ATOM平臺和比較成熟的ARM嵌入式技術所開發的。該發明專利技術首先通過ARM平臺上的A/D模塊進行數據采集處理，將振動模擬信號轉化為數字信號，然后將數字信號通過串口傳輸到ATOM平臺上，在此平臺上使用圖形界面對進行頻譜分析后的數據進行顯示，便于診斷。其優點是：無需人工巡檢，提高工作效率，實時性好，具有良好的人機交互界面，處理能力強，簡單易用，適用于環境惡劣下的設備振動檢測。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種檢測設備運行狀況的在線式機械振動檢測儀。
技術介紹
目前，國內外機械故障的診斷，多數采用振動診斷，大致可以分為以下四類:I)傳統的在線式檢測儀，綜合了先進的計算機技術、傳感器技術和網絡技術，具有早期預測故障的能力。但是，由于系統構成復雜，操作比較繁瑣，費用昂貴，故應用上受到限制。2)傳統的離線式檢測儀，具有適用范圍廣、能夠對各類設備進行診斷分析的特點，是傳統的在線式的良好補充；然而由于體積大、不便攜帶，實時性差。3)基于單CPU (Central Processing Unit)的手持式數據采集器,該類設備功能比較簡單。單CPU系統受其硬件資源、算法和速度的限制，主要完成振動信號時域特征的測量，并且測試精度低，實時性差，數據存儲容量小，一般無故障診斷功能，只能借助于PC機對采集過來的數據進行處理。4)基于主從式雙CPU的手持式數據采集、分析器。該類系統可以充分利用前端CPU控制能力強的優勢和后端CPU強大、快速的數據處理能力，可以完成對振動信號的數字濾波、時域特征檢測、頻域特征檢測，但是缺乏友好的人機交互界面，也缺少有效的數據管理與存儲功能，對復雜的多任務處理就會顯得吃力。現有在線式操作復雜，費用昂貴；手持式缺乏人機交互界面，不能在線隨時檢測設備運行中出現的機械故障，特別是當設備工作環境惡劣，人力資源有限的情況下，手持式的應用更受到了限制。因此不能保證機械設備安全運行，易造成機械設備的損壞，給企業帶來嚴重的經濟損失。基于上述背景，本專利技術提出一種在線式實時振動檢測儀。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種可抵抗惡劣環境，具有良好的人機交互界面、簡單易用、實時性好、節省人力資源、處理能力強的振動檢測儀，針對機械的運行狀態進行實時在線監測。本專利技術的目的是這樣實現的:基于ATOM和ARM的在線式實時振動檢測儀，包括傳感器、ARM平臺和ATOM平臺。其特征在于傳感器與ARM平臺相連，ARM平臺與ATOM平臺相連，傳感器將設備振動信號轉換成電信號，ARM平臺上的A/D模塊對電信號進行采樣，并通過ARM處理器的控制傳輸到ATOM平臺，ATOM平臺對接收到的數據進行頻譜分析，并在圖形化界面上顯示。ATOM平臺在Linux操作系統下管理數據和開發人機界面，并可遠程控制ARM處理器改變采樣速率，對設備狀態進行實時分析和現場診斷。ATOM平臺和ARM平臺之間通過串口線連接，實現對振動信號的實時處理。有益效果本專利技術對比已有技術具有以下創新點:利用主從式雙CPU的系統實現在線檢測設備的運行狀況，實時性好。使用ATOM平臺作為主處理器，可以充分利用ATOM平臺運行的操作系統管理數據和開發人機界面，操作簡單。本專利技術對比已有技術具有以下顯著優點:1.適用于設備工作環境惡劣的振動檢測；2.無需人工巡檢，降低工作量，節省時間，大大提高工作效率；3.實時性好、簡單易用；4.良好的人機交互界面、處理能力強。附圖說明圖1是系統整體框2是軟件設計模塊3是Linux內核配置界面具體實施例方式1.硬件部分本專利技術的整體原理方框圖如圖1所示，由傳感器、ARM平臺和ATOM平臺組成。ATOM平臺采用Intel ATOM Z510處理器，搭配Intel usl5w單芯片系統控制器，相比傳統x86雙橋片架構功耗更低，配置更加靈活。UP-Atom510外擴常用接口和控制器，包括5個USB接口，100M網卡，1000M網卡，PS2鍵盤鼠標接口，音頻接口，串口以及VGA接口，同時底板上還有PC104總線接口。工作過程如下:機械設備的振動信號由振動傳感器轉換為電信號，經A/D轉換芯片轉換成數字信號，直接送入ARM處理器進行存儲。將存儲數據經過串口線傳輸到遠程ATOM平臺，在Linux系統下對數據進行傅里葉變換，進行頻譜分析，并將處理結果送人機界面進行顯示，通過頻譜圖了解機械設備運行狀況，進而進行診斷。2.軟件部分2.1軟系統的總體設計軟件部分采用模塊化程序設計方法(即系統的總體設計由各個子程序完成)和C語言編程，使得程序結構清晰，便于以后進一步擴展系統的功能。整個程序由數據采集、與串口通訊模塊、頻譜分析和頻譜顯示模塊構成。系統的主模塊圖如圖2所示。2.2開發環境的搭建安裝嵌入式Linux內核及設備驅動全部源代碼(光盤安裝后建立完備的開發環境)。交叉編譯的工具被放置到/opt/host/armv41目錄下。步驟如下:(I)進入開發環境下的內核源碼樹,然后make menuconfig。(2)按照應用需要對內核選項和驅動模塊進行選擇和配置(配置界面如圖5.8所示)O(3)完成自己的設置后，保存配置，退出。(4)執行make zImage編譯生成自己定制的內核映像文件，該文件會被自動復制到/tftpboot/目錄下以供燒寫。(5)如果需要重新編譯內核，可以進入Linux內核目錄，重新編譯內核映像文件zlmage。先進入內核源碼樹,然后鍵入下列命令:make cleanmake depmake zlmage內核配置界面如圖3所示2.3編譯應用程序，生成可執行文件，然后需要將其存放到開發板Linux的ramdisk文件系統中。這就需要重新制作ramdisk文件系統映像，并燒寫flash。ramdisk.1mage, gz為LINUX的文件系統映像的壓縮文件。具體制作過程如下:(I)將 ramdisk.1mage, gz 移至/tftpboot 目錄下，在同目錄下解壓為 ramdisk.1mage。(2)然后用命令mount-o loop ramdisk.1mage/mnt將ramdisk.1mage文件系統映像文件mount到/mnt/cdrom目錄中。(3)進入/mnt/cdrom/bin/目錄,復制應用程序的目標文件MiniM到該目錄下。(4)關閉 /mnt/cdrom/ 窗口，umount/mnt/cdrom。(5)進入/tftpboot目錄,在終端內鍵入命令gzip ramdisk.1mage壓縮文件系統的映像文件成ramdisk.1mage, gz,并存放到/tftpboot/目錄下。3A/D數據采集與存儲模塊3.1A/D轉換模塊初始化ARM開發平臺上的A/D型號為SD16，要使SD16能夠正常采集模擬量并進行轉換，需要對SD16進行初始化，初始化主要是對一些相關寄存器的設置。在控制寄存器SD16CTL中寫入控制字0X0114，打開SD16，可以進行轉換，即設定SD16內核時鐘源為系統子時鐘，內部參考電壓產生器關閉，不消耗功耗，關閉溢出中斷允許位，選擇SD16的時鐘源分頻因子；在控制寄存器SD16CCTLX中寫入控制字0X008E，即設定轉換模式為序列通道多次轉換模式，過采樣速率設定為256，同時指定了用于保存結果的轉換存儲寄存器為SD16MEM0-SD16MEM2:當轉換正常結束時，轉換結果寫入選定的存儲寄存器SD16MEMx，相應的中斷標志位SD16IFGX置位。 3.2模數轉換模塊的初始化程序本裝置選擇序列通道多次轉換模式。該模式對有順序的多個通道做多次轉換。轉換結果將按照順序在轉換結果存儲寄存器存放。對該序列的轉換一直進行直到軟件停止為止。模數轉換模塊的初始化程序如下:#include<msp430x42x.11>vo本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于因特爾凌動ATOM和友善之臂ARM?mini2440的在線式實時振動檢測儀，是一種在線式實時檢測系統，包括傳感器、ARM平臺和因特爾凌動ATOM平臺。其技術特征在于傳感器與友善之臂mini2440平臺相連，友善之臂mini2440平臺與因特爾凌動ATOM平臺相連，傳感器將設備振動信號轉換成電信號，ARM平臺上的A/D模塊對電信號進行采樣，并通過友善之臂mini2440處理器的控制傳輸到因特爾凌動ATOM平臺，因特爾凌動ATOM平臺對接收到的數據進行頻譜分析，并在圖形化界面上顯示。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃麗蓮，王明哲，
申請(專利權)人：王明哲，黃麗蓮，
類型：發明
國別省市：
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