本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機械動平衡儀系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種一倍頻相位測試裝置。

背景技術(shù)：

在旋轉(zhuǎn)機械振動分析中，相位有其特殊含義。它是指振動信號與轉(zhuǎn)軸上某一標記之間的相位差。每當(dāng)轉(zhuǎn)軸上的標記轉(zhuǎn)動到鍵相振動傳感器處時，就會產(chǎn)生一個脈沖信號。相位被定義為基準脈沖信號與振動信號上某點(例如正峰或零點等)之間的相位差。目前國內(nèi)外比較通用的相位定義是標準脈沖信號前沿到前振動信號第一個正峰值的角度，即脈沖信號在前，振動信號正峰值在后。目前基準脈沖信號有兩種獲取方式：一是在被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備上貼一反光帶，配光電振動傳感器，每當(dāng)所述反光帶通過光電振動傳感器時，由于轉(zhuǎn)軸表面的色差而產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)速完全同步的脈沖信號；二是在被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備上開鍵槽，配渦流振動傳感器，每當(dāng)鍵槽通過渦流振動傳感器時，由于探頭與被測物體之間的距離變化而產(chǎn)生脈沖信號。這兩種方法都要求在轉(zhuǎn)軸表面設(shè)置明顯的標志，如果運行中的轉(zhuǎn)軸沒有這兩種標志，如初期未開鍵槽，或者無法安裝渦流振動傳感器，后期也未粘貼反光帶，則無法測試相位，如果停機重新粘貼反光帶，對于某些大型機組意味著需要花費大量的財力、人力與物力。因此如何在不停機的情況下測量轉(zhuǎn)軸的相位，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種相位測試裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在對運行中的被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備進行相位測量時，需要先停止所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行，從而測試過程需要花費大量的財力、人力與物力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案：

一種相位測試裝置，包括：

振動傳感器數(shù)據(jù)采集器、頻閃儀和振動傳感器；

所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器的第一輸入端與所述頻閃儀的輸出端相連、第二輸入端與所述振動傳感器的輸出端相連；

所述頻閃儀，用于向所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器輸出與被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動頻率相同的鍵相信號、向所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備輸出與所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備同步的頻閃信號；

所述振動傳感器，用于檢測并向所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器輸出被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動傳感器信號。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述頻閃儀的電源電路包括：

第一端用于與電網(wǎng)第一相線相連的開關(guān)；

第一端與所述開關(guān)的第二端相連的第一電容；

與所述第一電容并聯(lián)的第一電阻；

陰極與所述第一電容第二端相連的第一二極管；

第一端與所述第一二極管陽極相連、第二端用于與電網(wǎng)的第二相線相連的第二電阻；

與所述第二電阻并聯(lián)的第二電容；

陽極與所述第一電容第二端相連的第二二極管；

一端與所述第二二極管陰極相連、另一端與所述第二電阻第二端相連的第三電阻；

與所述第三電阻并聯(lián)的第三電容。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述電源電路還包括：

設(shè)置在所述第二電阻與電網(wǎng)第二相線之間的保護器。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述保護器為保險絲或熔斷器。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述頻閃儀的頻閃電路包括：

第一端用于與頻閃儀的電源電路的正極相連、第二端用于與所述電源模塊的負極相連的第一氖燈；

次級線圈同名端與所述第一氖燈相連、用于電離所述第一氖燈內(nèi)的惰性氣體的脈沖變壓器，所述脈沖變壓器的次級線圈的異名端與所述第一氖燈的第二端相連；

串聯(lián)的一端與所述第一氖燈第一端相連的第四電阻；

第一端與所述第四電阻另一端相連、第二端與所述脈沖變壓器初級繞組的同名端相連的第四電容；

第一端與所述第四電容第一端相連、第二端與所述脈沖變壓器初級線圈的異名端相連的第五電阻；

陰極與所述第四電容第一端相連、陽極與所述第五電阻第二端相連的晶閘管；

第一端與所述晶閘管的控制端相連的第二氖燈；

第一端與所述第二氖燈的第二端相連、第二端與所述晶閘管的陽極相連的第五電容；

一端與所述第五電容的第二端相連的第八電阻；

第一端與所述第八電阻另一端相連、控制端與所述第二氖燈第二端相連的可調(diào)電阻；

一端與所述可調(diào)電阻第二端相連、另一端與所述第四電阻第一端相連的第七電阻。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述頻閃儀的鍵相信號發(fā)生電路包括：

第一公共端與所述晶閘管的控制端相連、另一公共端作為所述頻閃儀的鍵相信號輸出端、并聯(lián)的第六電容和第九電阻；

一端與所述晶閘管的控制端相連、另一端與所述晶閘管的陽極相連的第六電阻。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述振動傳感器為設(shè)置在被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備軸承座上的壓電式加速度振動傳感器或速度振動傳感器或電渦流位移振動傳感器。

優(yōu)選的，上述相位測試裝置中，所述頻閃儀為能夠輸出5V的脈沖電壓的鍵相信號的頻閃儀。

通過以上方案可知，當(dāng)采用本申請公開的上述技術(shù)方案對運行中的被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的相位進行檢測時，通過將所述振動傳感器設(shè)置在所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的適當(dāng)位置，調(diào)整所述頻閃儀輸出的閃光頻率，使其與所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動頻率相同，用戶即可觀察到被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備表面的表面情況，從能查看到所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備表面的標志位置，同時，所述頻閃儀還用于向所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器輸出鍵相信號，所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器在獲取到所述振動傳感器輸出的振動傳感器信號和所述頻閃儀輸出的鍵相信號后，所顯示的角度信號即為旋轉(zhuǎn)設(shè)備振動高點相對于用戶通過所述頻閃儀觀察到的標志位置的相位差，即一倍頻相位。因此無需停止所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行即可查看被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的一倍頻角度位置，并且能夠通過所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器測得所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動高點相對與所述標志位置的相位差，因此整個過程省時、省力且成本較低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例公開的一種相位測試裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實施例公開的一種頻閃儀的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

頻閃儀是指控制光源發(fā)光，以特定頻率快速閃動的光學(xué)測量儀器。頻閃儀可以發(fā)出短暫又頻密的閃光，當(dāng)閃光頻率與被測物體的轉(zhuǎn)動或運動速度接 近或同步時，利用眼睛的視覺暫留或視頻同步，能輕易觀測到高速運動物體的表面質(zhì)量或運行狀況。

本發(fā)明實施例公開了一種相位測試裝置，用于實現(xiàn)在不停機的情況下實現(xiàn)機組被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的相位測量，參見圖1，包括：

振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1、頻閃儀2和振動傳感器3；

其中，所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1的第一輸入端與所述頻閃儀2的輸出端相連、第二輸入端與所述振動傳感器3的輸出端相連；

所述頻閃儀2，用于向所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1輸出與被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備(例如轉(zhuǎn)子)的轉(zhuǎn)動頻率相同的頻閃信號、向所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備輸出與所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備同步的頻閃信號；

所述振動傳感器3，用于檢測并向所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1輸出所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動傳感器信號。

在測量被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的相位時，通過將所述振動傳感器3設(shè)置在所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的適當(dāng)位置(能夠檢測到所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動信號的位置)，調(diào)整所述頻閃儀2輸出的閃光頻率，使其與所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動頻率相同，用戶即可觀察到被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備表面的表面情況，從能查看到所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備表面的標志位置(例如鍵槽、銹蝕螺栓等)，同時，所述頻閃儀還用于向所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1輸出鍵相信號，所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1在獲取到所述振動傳感器3輸出的振動傳感器信號和所述頻閃儀輸出的鍵相信號后，所顯示的角度信號即為實際振動傳感器高點與用戶通過所述頻閃儀觀察到的標志位置的相位差。如果所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備為剛性被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備，且所述振動傳感器3輸出為加速度信號時，則此測得的相位即為不平衡質(zhì)量的相位，如果所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備為柔性被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備，則順所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過滯后角后即可得到所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的不平衡質(zhì)量的相位。

可見，當(dāng)采用本申請上述實施例公開的技術(shù)方案對運行中的被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的相位進行檢測時，無需停止所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行即可通過所述頻閃儀即可查看所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的標志位置，并且能夠通過所述振動傳感器數(shù)據(jù) 采集器測得所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動高點相對與所述標志位置的相位，因此整個過程省時、省力且成本較低。

可以理解的是，本申請上述實施例中的所述振動傳感器可為現(xiàn)有技術(shù)中任意一能夠檢測被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動信號的振動傳感器，例如，其可以為壓電式加速度振動傳感器或速度振動傳感器或電渦流位移振動傳感器，當(dāng)所述振動傳感器為壓電式加速度振動傳感器或速度振動傳感器時，所述振動傳感器可以設(shè)置在被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸承座上?？梢岳斫獾氖牵瑹o論所述振動傳感器為何種類型的振動傳感器，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，可以根據(jù)其功能和所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備的設(shè)置方式，輕易找到所述振動傳感器所應(yīng)安裝的位置。

可以理解的是，本申請上述實施例中的所述頻閃儀可以為現(xiàn)有技術(shù)中任意能夠?qū)崿F(xiàn)可調(diào)鍵相信號的頻閃儀，當(dāng)然，為了使得所述頻閃儀的工作電源更加穩(wěn)定，本申請還公開了一種所述頻閃儀的電源電路，參見圖2，所述電源電路可以包括：

開關(guān)S1、第一電容C1、第一電阻R1、第一二極管VD1、第二二極管VD2、第二電容C2、第二電阻R2、第三電容C3和第三電阻R3，具體結(jié)構(gòu)為：

所述開關(guān)S1的常閉端與電網(wǎng)的第一相線連接、所述第一電容C1與第一電阻R1并聯(lián)，所述第一電容C1與第一電阻R1的第一公共端與所述開關(guān)S1的常開端連接，另一公共端與所述第一二極管VD1的陰極、第二二極管VD2的陽極相連，所述第二電容C2與第二電阻R2并聯(lián)，所述第二電容C2與第二電阻R2的第一公共端與所述第二二極管VD1的陽極相連、另一公共端與電網(wǎng)的第二相線相連，所述第三電容C3與第三電阻R3并聯(lián)，所述第三電容C3與第三電阻R3的第一公共端與所述第二二極管VD2的陰極相連、第二公共端與所述并聯(lián)后的第二電容C2和第二電阻R2的第二公共端相連。

可以理解的是，為了對上述電路進行保護，以防止電路中電流過大對電路造成損壞，參見圖2，本申請上述實施例中所述電源電路中還可以設(shè)置有一保護器F1，所述保護器F1設(shè)置在所述電網(wǎng)第二相連與所述第二電容C2和第二電阻R2的第二公共端之間，即所述電網(wǎng)第二相線通過所述保護器與所述第 二電容C2和第二電阻R2的第二公共端相連。所述保護器F1具體可以為熔斷器、或保險絲等任意一種能夠在電路過流時斷開電路連接的電路或裝置。

由上述電源電路的電路結(jié)構(gòu)可見，本申請實施例中的所述頻閃儀的電源電路將市電采用全波倍壓整流濾波電路整流后發(fā)送給后續(xù)電路，供電性能更強。具體原理為：220VC市電經(jīng)過第一電阻R1與第一電容C1限流、濾波后，再經(jīng)過第一二極管VD1與第二二極管VD2交替向所述第二電容C2與第三電容C3充電并進行2倍升壓，即可得到約620V左右的峰值電壓，為所述頻閃儀中的氖燈閃光做準備。

此外，為了使得頻閃效果更佳穩(wěn)定，本申請還公開了一種所述頻閃儀中的頻閃電路的具體結(jié)構(gòu)，參見圖2，包括：

第一氖燈DS1、第二氖燈DS2、晶閘管Q1、脈沖變壓器T1、第四電容C4、第四電阻C4、第五電容C5、第五電阻R5、第七電阻R7、第八電阻R8、可調(diào)電阻RP，具體連接關(guān)系為：

所述第一氖燈DS1的第一端與電源電路的正極相連(即上一電源電路實施例中的所述第二二極管VD2的陰極)、第二端與所述電源電路的負極相連(即上一電源電路實施例中的所述第二電容C2和第二電阻R2的第二公共端)，所述脈沖變壓器T1的輸出端(次級繞組的同名端)與所述第一氖燈DS1相連，用于電離所述第一氖燈內(nèi)的惰性氣體，所述脈沖變壓器T1的第一輸入端(初級線圈的同名端)與所述第四電容C4的第二端連接，所述脈沖變壓器T1的第二輸入端(初級線圈的同名端)與所述第五電阻R5的第二端連接，所述第五電阻R5的第一端與所述第四電容C4的第一端連接，所述第五電阻R5與所述第四電容C4的公共節(jié)點與所述第四電阻R4的第二端相連，所述第四電阻R4的第一端與電源電路的正極相連，所述晶閘管Q1的陰極與第五電阻R5、第四電容C4的公共節(jié)點相連，所述晶閘管Q1的陽極與所述第五電阻R5的第二端相連，所述晶閘管Q1的控制極、第二氖燈DS2的公共節(jié)點相連。所述第二氖燈DS2的第一端與所述晶閘管Q1控制端公共節(jié)點相連，所述第二氖燈DS2的第二端與所述第五電容C5的一端相連，所述第五電容C5的另一端與所述晶閘管Q1的陽極公共節(jié)點相連。所述第五電容C5的另一 端與所述晶閘管Q1的陽極公共節(jié)點、所述可調(diào)電阻RP的控制端相連，可調(diào)電阻RP的一端與所述第八電阻R8的一端相連，另一端與所述第七電阻R7的一端相連，所述第七電阻R7的另一端與所述第四電阻R4、第一氖燈DS1、第三電容C3與第三電阻R3并聯(lián)的一端及所述第二二級管VD2陰極的公共節(jié)點相連。

其中，上述頻閃電路中，所述第四電阻R4、第五電阻R5、第四電容C4、脈沖變壓器T1及晶閘管Q1組成頻閃觸發(fā)單元；所述第七電阻R7、可調(diào)電阻RP、第八電阻R8及第二氖燈DS2組成頻閃觸發(fā)控制單元。所述第七電阻R7、可調(diào)電阻RP及第八電阻R8組成的分壓電路對所述第五電容C5充電，當(dāng)所述第五電容C5的充電電壓達到所述第二氖燈DS2的起輝電壓時，所述晶閘管Q1導(dǎo)通；由于所述第四電阻R4對所述第四電容C4充電(所述第五電阻R5限流以保證所述第四電容C4電壓不超過脈沖變壓器T1的額定電壓)，當(dāng)晶閘管Q1導(dǎo)通時，所述第四電容C4通過脈沖變壓器T1的初級線圈放電，在所述次級線圈上感應(yīng)近萬伏的電壓，瞬間電離所述第一氖燈DS1中的惰性氣體，燈管導(dǎo)通，所述第二電容C2與第三電容C3中積累的電荷通過第一氖燈DS1產(chǎn)生一次強烈電弧光，實現(xiàn)一次頻閃。所述第一氖燈DS1起輝后，所述第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4與第五電容C5的電壓急劇下降，電壓值恢復(fù)到初始狀態(tài)。用戶可通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電阻RP的阻值使得所述頻閃儀與所述被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備同步。

本領(lǐng)域技術(shù)人員通過選擇合適的第七電阻R7、可調(diào)電阻RP及第五電容C5，通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電阻RP的數(shù)值，即可得到在不同工況下的充電時間常數(shù)和頻閃頻率。

可以理解的是，為了使得所述頻閃儀能夠輸出穩(wěn)定的鍵相信號，本申請還公開了一種所述頻閃儀的鍵相信號發(fā)生電路，與上述實施例公開的頻閃電路相連，參見圖2，包括：

第六電阻R6，第六電容C6，第九電阻R9，具體結(jié)構(gòu)為；

所述第六電阻R6的一端與所述晶閘管Q1的陽極相連、另一端與所述晶閘管Q1的控制端相連，所述第六電容C6與第九電阻R9并聯(lián)且第一公共端 與所述電阻R6、晶閘管Q1的控制端的共同節(jié)點相連，所述第六電容C6與第九電阻R9的另一公共端作為鍵相信號輸出端與所述振動傳感器數(shù)據(jù)采集器1相連。

其原理為，當(dāng)所述第五電容C5升壓至第二氖燈DS2的起輝電壓時，晶閘管Q1被觸發(fā)，觸發(fā)波形為一脈沖信號。晶閘管觸發(fā)電壓UG為1～5V。根據(jù)所接入的振動數(shù)據(jù)采集器1的鍵相輸入電壓等級，通過所述第六電容C6及第九電阻R9進行分壓、濾波，并作為觸發(fā)振動數(shù)據(jù)采集器1的脈沖信號。

綜上所述，本申請公開的技術(shù)方案通過利用被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備裸露部分的明顯標志(如鍵槽等)，通過調(diào)節(jié)頻將所述閃儀與被測旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)速同步，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備一倍頻幅值及相位測量。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。