基于DSP的设备振动信号的采集技术方案综述

前记

 在能源领域，由于很多地方都是无人值守，设备故障检测是一个必须面对的问题。笔者通过几个行业案例了解到，由于很多设备发生故障时候会产生特定频谱的声音，所以该行业对振动监测的需求特别强烈，由于涉及到个性化的算法处理，市面上此类的解决方案特别少。笔者希望把最近的研发成果梳理一下，做一个总结。也为后来的产品规划做一个铺垫吧。

 

三条路线

  基于光纤传感器的振动检测。

• 光纤传感器凭借着灵敏度高，耐高压，高温，电磁等腐蚀。在需要采集高精度微弱震动信号领域，有着不可替代的应用价值。缺点是该方案的成本高。
    基于麦克风的振动检测。

• 电容麦克风是一个古老的音频采集信号传感器，它凭借着采集音频质量高，价格便宜。尺寸小等特点在振动检测领域有着非常广泛的应用价值。

  基于压电陶瓷传感器的振动检测

• 压电陶瓷传感器有着以下特点.
  灵敏度高：压电陶瓷的压电系数高，能够快速、准确地识别微小的形变。
  频率响应范围广：压电陶瓷传感器的频率响应范围广，可用于测量多种不同频率的振动。
  稳定性好：由于压电陶瓷传感器的结构简单可靠，因此其性能稳定，长期使用不易失效。
  耐高温高压：压电陶瓷材料具有较高的耐温和耐压能力，可以应用于极端工况中。
  这个和光纤相比，灵敏度还要差一些。只能采集到固体的振动信号，并且需要接触。有一定的使用受限范围，可也有一定的上面两种不可替代的优势。

 

DSP处理

  ADC采集。

• ADC采集到传感器输出的模拟信号。adc采集到的信号质量非常重要，这块其实和芯片的选型关系非常大，尽量使用高灵敏度，宽频响的比较好。这块经过市场的反馈，我们用ADC芯片的效果不错。

  滤波处理

• 采集到的信号要进行滤波处理，这个滤波器尽量多，并且能根据客户的需求来定制。因为不同的需求极有可能需要不同的滤波器。这里dsp里面预留了陷波器，eq滤波器，移频器等。可以满足不同产品的不同诉求。

  降噪处理

• 传感器前端经常会引入底噪以及其它噪声，这样会干扰信号的处理和识别。针对dsp降噪处理，笔者做了很多这方面的工作。取得了一些成效。

 

传输方式

  dsp处理后的数据，一般是经过无线或者有线的方式进行处理。

  有线传输

• 有线的可以是RS485的接口和网口。

  无线传输

• 使用wifi，4G和ble都可以完成传输。

这里里面，传输方式应该是最简单的了。