收藏本站
《重庆大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于智能传感器阵列的大型风洞机组振动监测研究

仲元昌  
【摘要】:随着社会生活节奏的加快和现代工程技术的发展,促使大型运动机械不断提速,带来了系统工作效率的大幅度提升,但由此产生的振动危害已越来越严重。因此,大型装备的状态监测和故障诊断越来越受到重视。而振动参数是装备运行中重要的特征参数,振动监测是装备状态监测和故障诊断的重要手段。研究表明,对于大型风洞机组的振动监测,现有的振动监测技术已不适应多参数监测的需要,传统的振动监测技术主要存在监测点参数单一、监测系统的动态范围小、通信方式不灵活等问题,影响了装备状态监测的可靠性。目前,对大型、复杂装备的振动状况监测,已成为装备状态监测和故障诊断技术领域的前沿课题。 本文在深入研究现有振动监测技术和通信理论的基础上,结合大型风洞机组振动监测领域的具体应用环境,提出一种适用于大型风洞机组振动监测的“多点-多参数”远程监测方法,构建了基于多传感器管理的测振传感器阵列模型;研究了有线与无线并存的远程监测通信模式;研究了适用于风洞机组振动“多点-多参数”远程监测的多源信息融合模型;探索了解决大型风洞机组振动远程监测问题的新方法。本文的研究工作,有望改变大型风洞机组振动监测现状,以提高风洞机组振动监测的实时性、准确性和可靠性,为大型风洞机组的状态监测与故障诊断、以及工程设计提供科学依据。这对提升我国振动监测的理论水平和应用水平具有重要的理论价值和重大的现实意义。 主要研究工作如下: ①为了全方位监测大型风洞机组的振动状态,研究了大型风洞机组的振动特征,提出一种“多点-多参数”监测方法。 现有的振动监测技术,一般都选择振动体的某些具有代表性的部位作为监测点,安装测振传感器,以实施其振动监测。这对于简单装备的振动监测是可行的。但是,对于大型的、复杂的装备而言,不同部件、同一部件的不同部位,其振动特征都是不同的,其单点单参数监测结果不足以全面表征监测对象的振动状态。为此,提出一种在不同部件、同一部件的不同部位分别布置监测点的“多点-多参数监测”模式。 ②为了确定“多点监测”的多个目标监测点,实现振动的多点-多参数监测,研究了基于有限元分析的振动特征提取与监测点布置方法,构建了一种由多个测振传感器组成的测振传感器阵列模型。 大型风洞机组的振动情况复杂多变,必须全面考虑影响装备工作状况的各种因素,特别是模拟在极端条件下可能出现的振动状况,这就需要根据监测对象的几何参数和工作载荷等参数进行有限元分析,了解其基本振动特征,由此确定监测点布置模型。 采用微型敏感元件作阵列元素,把若干具有不同功能的微型敏感元件构成“阵列”分布,并与共享的阵列管理器、信号处理电路以及智能芯片集成在一起,形成一种具有初级智能的多功能传感器组件——智能传感器阵列。 ③为了尽可能提高系统的可靠传输问题,研究了一种基带传输与频带传输并存的冗余监测通信模式。 基于有线连接的振动监测系统应用广泛,技术成熟,可靠性高,但可维护性和扩展性差;基于无线网络通信技术的振动监测系统,对于旋转机械,无线监测更具优越性,但这类系统的安全性、可靠性及通信距离和功率受限等问题都是有待克服的挑战。为此,采用了以无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service, GPRS)、Internet、与电力线通信(Power Line Communication,PLC)融合的振动远程监测通信方法作为补充,使其监测系统既能采用基带传输,也可采用频带传输。 ④为了提高监测系统运行效率、减小网络开销(特别是能量开销),采用适用于振动监测系统的分布式数据融合算法。 一方面,振动监测所要求的采样频率通常在1kHz~10kHz范围内,高频采样将产生大量的振动数据;另一方面,由于采用“多点-多参数”监测布点模式,一个监测点处将有多种测振敏感元件,致使监测数据成海量增长。为了尽量减小网络开销、避免网络拥塞,确保信息可靠传输,必须采用多级数据融合技术,确保振动多点-多参数远程监测网络的高效运行。 ⑤多点-多参数远程监测系统的设计。 在完成上述研究工作的基础上,构建了多参数远程测振与预警系统模型,研制了基于该模型的振动远程监测实验平台,并对该实验平台的基本性能及实际应用进行了测试实验。实验结果表明了该振动监测系统的可行性和先进性。 文章最后对研究工作进行了总结和未来的研究进行了展望。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH165.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张威,张大成,王阳元;MEMS概况及发展趋势[J];微纳电子技术;2002年01期
2 樊勇;徐金梧;杨德斌;王沁;;一种用于设备监测的高效无线传感器网络多跳同步时分协议[J];北京科技大学学报;2007年07期
3 李嘉,刘文江,胡军,胡怀中;基于信息融合的阵列式触觉传感器信号处理方法研究[J];传感技术学报;2003年02期
4 喻言,李宏伟,欧进萍;结构监测的无线加速度传感器设计与制作[J];传感技术学报;2004年03期
5 叶伟松;袁慎芳;;无线传感网络在结构健康监测中的应用[J];传感技术学报;2006年03期
6 仲元昌;范群群;李秀珍;孙丽敬;;热丝法炉渣分析仪的智能温度测控系统[J];传感技术学报;2010年01期
7 曲国福;刘宏昭;;基于MEMS技术的复合型智能传感器设计[J];传感器与微系统;2006年03期
8 肖东海;;Optimized two-level placement of test points for multi-objective air monitoring of the Three Gorges Reservoir area[J];Journal of Chongqing University(English Edition);2007年04期
9 仲元昌,李刚,曾孝平;低压电力线双路扩谱通信系统[J];电讯技术;2004年01期
10 郭明良;郭松林;付家才;;基于微分电路的频率/直流电压转换原理的频率测量计[J];电测与仪表;2008年07期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王壮;C~4ISR系统目标综合识别理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 孟庆丰;信号特征提取方法与应用研究[D];西安电子科技大学;2006年
3 原春晖;机械设备振动源特性测试方法研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 仲元昌;多目标大气监测及采样远程无线测控系统[D];重庆大学;2004年
2 张博;基于PL3105的电力载波终端的设计与实现[D];南京理工大学;2005年
3 李大庆;旋转机械振动监测系统的设计和实现[D];北京工业大学;2006年
4 蔡烽;无线传感器网络分簇路由算法研究[D];上海交通大学;2008年
5 康海燕;精密高速轴系振动和动平衡检测设备的设计[D];电子科技大学;2008年
6 张文雷;基于嵌入式系统的旋转机械状态数据采集系统的研究[D];浙江大学;2008年
7 曹亮;基于按需算法的Ad hoc网络路由协议研究与改进[D];上海交通大学;2008年
8 王军强;基于SimpliciTI的无线传感器网络关键技术研究[D];重庆大学;2009年
9 肖东海;基于低压电力线载波通信的门禁系统研究[D];重庆大学;2009年
10 陈启健;基于伪遗传算法的CDMA多用户检测研究[D];重庆大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柯国军,胡绍全,郭长青,陈振富,石建军,孙德纶,陈俊杰;羧基丁苯胶水泥混凝土阻尼值的探索性研究[J];四川建筑科学研究;2003年04期
2 张荣博;梁文静;曲保章;;基于zigbee的商业区联动报警系统设计与实现[J];安防科技;2007年07期
3 盛占石;王海韬;陈亚平;;基于PL3106的路灯控制器在农村路灯系统中的应用[J];安徽农业科学;2009年23期
4 岳青;张海辉;卢博友;;基于WSN的温室环境监测节点设计[J];安徽农业科学;2010年30期
5 罗桂兰;张陈莉;许艺东;左国超;冯立波;;基于物联网的智能温室实时监测系统设计[J];安徽农业科学;2012年07期
6 许光溱,董龙歧;柴油机运转危险状态故障树分析[J];安徽农学院学报;1990年03期
7 杜秀霞;李平康;;旋转机械轴系扭振频率微弱信号的混沌检测方法[J];鞍山科技大学学报;2007年04期
8 王希民,平鹏,徐泽宁,陈奉生,杜百禄;摆线针轮行星减速器点蚀故障的诊断[J];鞍山钢铁学院学报;1994年04期
9 段修生,程远增,孙书鹰;MEMS技术对火控系统的影响[J];微纳电子技术;2003年Z1期
10 白晓丹,刘静;微器件的热学加工技术研究与应用[J];微纳电子技术;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 严勇;周仕仁;张立华;;多通道分布式应力应变测试系统在某体育馆钢结构施工过程中的应用[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
2 王志强;;离心压缩机动静碰摩的研究与分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
3 饶頔;杜尚丰;李道亮;马道坤;;农用传感器网络传输特性研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 徐建立;杨飞宇;;基于声音信号的结构损伤识别方法[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
5 温广瑞;刘石;张西宁;李兵;;基于多传感信息的转子无试重现场动平衡方法研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
6 陈宗广;郭建强;王东镇;葛剑敏;;高速列车受电弓处车体振动研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
7 徐向泽;纪国宜;;基于相位的结构损伤过程频率跟踪方法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
8 刘竞文;温激鸿;郁殿龙;温熙森;;基于局域共振机理的周期弹簧振子系统带隙特性研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
9 何付军;张炜;王明章;;故障树分析法在屏蔽泵故障诊断中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 沈观林;;复合材料与结构的力学性能测试技术及“复合材料力学”课程教学[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
2 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘效武;基于多源融合的网络安全态势量化感知与评估[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 吕宁;基于数据驱动的故障诊断模型及算法研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
7 岑健;基于人工免疫系统的机组复合故障诊断技术研究[D];华南理工大学;2010年
8 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
9 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
10 侯者非;强噪声背景下滚动轴承故障诊断的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高昌鑫;Hilbert-Huang变换改进算法及其在齿轮箱故障诊断中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
2 贾旭阳;基于局域网饲料生产线控制系统的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
3 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
5 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
6 韩冬振;远程诊断中心的设计与实现[D];郑州大学;2010年
7 许俊杰;无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[D];郑州大学;2010年
8 李俊卿;滚动轴承故障诊断技术及其工业应用[D];郑州大学;2010年
9 樊碧波;基于全矢谱的故障预测关键技术研究[D];郑州大学;2010年
10 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石硕;低压电力线通信的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
2 杜吉龙;浅谈CAN总线的应用[J];半导体技术;2003年01期
3 魏晓云,陈杰,曾云;DSP技术的最新发展及其应用现状[J];半导体技术;2003年09期
4 张威,张大成,王阳元;MEMS概况及发展趋势[J];微纳电子技术;2002年01期
5 侯建军,邵文龙,柳立鹏;32路可编程MFC/DTMF信号收发器的设计与实现[J];北方交通大学学报;2001年02期
6 张天魁;曾志民;唐南;李智伟;;用于OFDMA系统的多小区自适应资源分配算法[J];北京邮电大学学报;2007年05期
7 肖曙,谢沅清;PWM控制器SG3525的两种宏模型[J];北京邮电大学学报;1996年03期
8 律德才,杨川;基于CAN总线的智能数据采集仪表设计[J];本溪冶金高等专科学校学报;2000年04期
9 喻言,李宏伟,欧进萍;结构监测的无线加速度传感器设计与制作[J];传感技术学报;2004年03期
10 伍筱菁;;基于Lab Windows/CVI和Matlab平台的温度控制系统设计与实现[J];传感技术学报;2006年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 程大业;悬索结构分析的精确单元方法[D];清华大学;2005年
2 郭京波;高速机车受电弓稳定受流与控制研究[D];北京交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 淳静;基于DSP网络中的TCP/IP协议研究[D];国防科学技术大学;2002年
2 张德;基于嵌入式PC104的网络化旋转机械在线监测系统研究与设计[D];浙江大学;2003年
3 李远友;大型旋转机械振动信号测试与分析系统的研制[D];重庆大学;2002年
4 刘颖峰;旋转机械状态监测系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年
5 王毅;大型旋转机械远程状态监测与故障诊断系统的研究[D];重庆大学;2003年
6 隋慧芸;工程现场振动监测及信号处理系统研究[D];浙江大学;2004年
7 江恒;旋转机械实时在线状态监测系统的研究——数据采集卡的研究与设计[D];浙江大学;2004年
8 鲍国超;基于UDP/IP的可靠用户数据报协议的设计与实现[D];华北电力大学(北京);2004年
9 孙双花;分布式在线振动监测网络系统及其通信接口的设计[D];天津大学;2004年
10 尹陆军;电力机车状态监测系统研究[D];西南交通大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘兵;孙超;杨益新;韩云娜;;固体火箭发动机地面试验的噪声测试分析[J];电声技术;2008年09期
2 夏建弘;;气味辨识系统[J];仪器仪表与分析监测;1992年04期
3 田敬民;场效应气敏传感器的研究进展[J];仪表技术与传感器;1998年10期
4 罗庆生,韩宝玲,郭南;集成式微型智能传感器的研究与思考[J];仪表技术与传感器;2001年01期
5 刘利军;韩焱;杨明;;基于误差修正的传感器阵列水声定位算法[J];应用声学;2008年01期
6 杜海英;王兢;张涛;;基于人工神经网络的微量甲醛气体识别方法[J];长春工业大学学报(自然科学版);2008年01期
7 孙林;杨世元;;基于LS-SVM的传感器阵列多维信号智能提取方法研究[J];中国机械工程;2010年06期
8 刘奎;苑伟政;邓进军;马炳和;姜澄宇;;基于柔性传感器阵列的边界层分离位置测定实验研究[J];中国机械工程;2006年23期
9 刘奎;苑伟政;邓进军;马炳和;姜澄宇;;基于微型热敏传感器阵列的边界层分离点测量研究[J];传感技术学报;2006年06期
10 宋雷鸣;孙守光;张新华;;一种改善beamforming“延迟求和”算法精度的方法[J];电子测量与仪器学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓少平;田师一;;电子舌:技术背景与研究进展[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集[C];2006年
2 邓少平;田师一;;电子舌:技术背景与研究进展[A];食品感官科学前沿与发展——首届中国食品感官科学学术研讨会暨《食品感官科学》课程建设研讨会论文集[C];2006年
3 贾宗艳;任发政;郑丽敏;;电子鼻技术及在奶制品中的应用研究进展[A];食品感官科学前沿与发展——首届中国食品感官科学学术研讨会暨《食品感官科学》课程建设研讨会论文集[C];2006年
4 陶军;田彦涛;陶建武;;机载电磁矢量传感器阵列测量模型[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
5 乔铁柱;白雪峰;;胶带钢绳芯电磁检测方法的研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
6 黄赣辉;邓少平;顾振宇;;PVC薄膜味觉传感器阵列对调味品和软饮料的识别[A];食品感官科学前沿与发展——首届中国食品感官科学学术研讨会暨《食品感官科学》课程建设研讨会论文集[C];2006年
7 张红梅;王俊;;小麦霉变程度的电子鼻检测[A];2007年学术年会论文集[C];2007年
8 黄赣辉;邓少平;顾振宇;;PVC薄膜味觉传感器阵列的实验构建[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
9 黄赣辉;邓少平;顾振宇;;PVC薄膜味觉传感器阵列的实验构建[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集[C];2006年
10 黄赣辉;邓少平;顾振宇;;PVC薄膜味觉传感器阵列的实验构建[A];食品感官科学前沿与发展——首届中国食品感官科学学术研讨会暨《食品感官科学》课程建设研讨会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 焦红敏 编译;日本敏感元件市场日益活跃[N];中国电子报;2001年
2 常建龙 高建敏;情系检验 教研双馨[N];科技日报;2011年
3 何屹;纳米传感器芯片让药物开发提速[N];科技日报;2011年
4 CCID微电子研究所;敏感元件及传感器市场提速[N];中国电子报;2002年
5 ;手机新增功能带动敏感元件市场增长[N];中国电子报;2004年
6 江西 高振伟;多用途可调插座电路[N];电子报;2006年
7 《人民政协报》记者 武珍;我省重点支持新型瓦斯传感器研发[N];山西政协报;2008年
8 ;热敏电阻及传感器发展趋势[N];中国机电日报;2001年
9 吴琼;陶瓷敏感元件前景广阔[N];中国电子报;2000年
10 ;透视技术新进展[N];计算机世界;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 仲元昌;基于智能传感器阵列的大型风洞机组振动监测研究[D];重庆大学;2011年
2 那娜;基于纳米材料表面化学发光的传感器阵列研究[D];清华大学;2009年
3 肖飞;新型电化学免疫传感器的制备及其在食品安全检测中的应用研究[D];华东师范大学;2012年
4 高杰;基于过渡金属的超分子光化学传感器识别生物功能性检测物[D];华东理工大学;2010年
5 谭津;基于介孔硅材料的荧光分子印迹传感器阵列的制备、表征及分析应用[D];南开大学;2009年
6 史志存;电子鼻及其应用研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
7 惠国华;基于随机共振和定向多壁纳米碳管气敏传感器阵列的SF_6气体检测系统的研究[D];浙江大学;2008年
8 胡海峰;板状金属结构健康监测的非线性超声理论与关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 董家乐;基于可视阵列传感对细胞代谢过程的研究[D];重庆大学;2011年
10 傅均;基于嗅觉神经网络的电子鼻仿生信息处理技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓明;激光诱导荧光毫米免疫传感器阵列的研究及应用[D];陕西师范大学;2011年
2 孙寅春;基于传感器阵列的脉冲漏磁特征提取技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 林琳;基于广域网络测量传感器阵列的大气低频次声波观测研究[D];山东科技大学;2010年
4 王文君;悬空结构的微型柔性热剪切应力传感器阵列研究[D];上海交通大学;2012年
5 刘海燕;电子鼻系统设计及其应用[D];东北电力大学;2011年
6 郝昱宇;基于色谱分离的电子鼻采集与控制系统[D];西安科技大学;2012年
7 张延军;基于嵌入式系统的电子鼻研制[D];杭州电子科技大学;2011年
8 张苧丹;用于食品中有毒有害物快速检出的新型电化学免疫分析方法的研究和应用[D];华东师范大学;2012年
9 廖颖;微型遥测胶囊体外磁跟踪定位技术研究[D];上海交通大学;2012年
10 曹建芳;声频定向超声波传感器的研究[D];电子科技大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026