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专利号: 2017108816454
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采集移栽机振动信号的捕捉装置,其特征在于:包括底座(5)和呈圆筒状结构的壳体(3),底座(5)顶部设置有一段凸起,壳体(3)套设在凸起外侧并固定在底座(5)上,底座(5)底部设置有用于将底座(5)固定在移栽机上的连接件(6)以便于底座(6)随着移栽机一起振动,凸起上支撑有轻质弹簧(4)且轻质弹簧(4)的中心线与凸起的中心线重合,轻质弹簧(4)顶部支撑有振动片(7)且振动片(7)的中心线与轻质弹簧(4)的中心线重合,壳体(3)顶部固定有呈喇叭状的振幅放大筒(2),振幅放大筒(2)的直径较大一端与壳体(3)连接,且壳体(3)内壁与振幅放大筒(2)连接处的内壁位于同一平面上以避免影响振动信号的传递,振幅放大筒(2)的小径端上安装有PVDF传感器单元(1),底座(5)随着移栽机振动并通过轻质弹簧(4)将振动信号传递给振动片(7),振动片(7)通过壳体(3)内部的空气介质传递并由幅放大筒(2)收集汇总后传递给PVDF传感器单元(1),PVDF传感器单元(1)将移栽机的振动信号转换为电信号并输出;

所述的连接件(6)为磁性连接件;所述的凸起为圆柱状结构,凸起的外径等于壳体内径,凸起和壳体直接通过螺纹配合的方式连接在一起;所述的PVDF传感器单元(1)包括PVDF薄膜、噪声滤除电路、温度补偿电路和信号输出电路。

2.利用权利要求1所述的一种采集移栽机振动信号的捕捉装置捕捉信号的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:将信号捕捉装置通过磁性连接件安装于需要检测的机械振动结构上,调整PVDF传感器单元的噪声滤除电路,进行系统初始化,信号校零操作;

步骤二:待装置稳定并校零后,开始检测振动信号,振动源通过底座将振动信号依次传递给轻质弹簧和振动片,使振动片在密闭空腔内做简谐振动,振动信号通过振幅放大筒,提高振动信号的幅值以便于PVDF传感器单元的检测;

步骤三:PVDF传感器单元检测信号经过转换形成电信号,将电信号传输给计算机处理还原简谐振动信号,得出机械振动频率,然后根据增益系数得出机械振动强度。

3.根据权利要求2所述的利用一种采集移栽机振动信号的捕捉装置捕捉信号的方法,其特征在于:所述步骤二中,由能量守恒可得到简谐振动振幅函数:

其中 , 为振动片端面直径, 为PVDF传感器端面直径,l为锥形坡面高度,

k为园波数,h为振动片上端腔室内气体的高度, 分别为 端面的位移长度。

4.根据权利要求2所述的利用一种采集移栽机振动信号的捕捉装置捕捉信号的方法,其特征在于:所述的步骤三中,增益运算系数可由如下公式获得:其中 ,c为机械波在空气中传播速度,l为振幅放大筒的高度,f为振动频率,

表示增益系数。