基于虚拟仪器的水泵振动噪声测试系统

论文摘要

随着现代工业的快速发展,水泵在各个行业中的得到了越来越多的应用,其大型化、高速化和自动化的程度极大地推动了其它各个行业的飞速发展。但是由于水泵技术发展的迟缓,实际运用中会出现这样那样的故障,增加了其不稳定因素,最终导致其功能的大幅下降,甚至造成严重事故。所以,如何及时发现并排除这些故障尤为重要。在传统的人工水泵测试系统中,某一参数的检测通常都需要一个甚至多个测试人员的参与,而且其测试的时间长,测试的效率低下,测试数据的记录繁琐,最重要的,由于人工的参与,在测试数据的处理分析中不可避免的会带来人为误差,大大降低了水泵测试的精度和效率。近年来,由于计算机技术和软件技术的高速发展,虚拟仪器技术已经成为了测试领域的发展方向,运用虚拟仪器技术能够最好的整合硬件和软件资源,充分地利用计算机不断发展的强大功能,进行数据采集、信号分析、数据处理、存储等工作。基于实际工作条件和前人的经验,本文在查阅了大量国内外相关文献的基础上,利用各种传感器、NI CompactDAQ数据采集设备、和NI LabVIEW开发平台,设计出了基于虚拟仪器的水泵振动噪声测试系统。本系统通过对水泵运行时产生的振动信号和噪声信号的采集、分析和处理,最终得出能够反应被测水泵运行状态的振动烈度、A声级和总声级等信息,为后续水泵的故障分析和故障处理提供分析依据。经试验验证,相对于原始水泵测试设备,本系统在可靠性、测试精度、测试效率和灵活性上有了大幅度的提高,而且软件界面美观实用,具有较高的可操作性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目研究的意义
• 1.2 国内外发展动态
• 1.2.1 现代水泵的发展趋势
• 1.2.2 水泵测试技术的发展趋势
• 1.3 虚拟仪器技术
• 1.3.1 虚拟仪器系统的构成
• 1.3.2 虚拟仪器的发展和分类
• 1.3.3 虚拟仪器的研究现状
• 1.3.4 LabVIEW软件简介
• 1.4 论文研究内容
• 第二章 水泵振动噪声测试系统的硬件系统
• 2.1 水泵振动噪声测试系统硬件总体配置
• 2.2 传感器选型
• 2.3 数据采集模块选型
• 2.3.1 NI CompactDAQ模块化数采设备
• 2.3.2 NI USB-9234
• 2.4 计算机配置
• 2.5 硬件系统的整体结构框图
• 2.6 硬件系统的连接
• 2.7 硬件系统工作原理
• 2.7.1 加速度传感器Endevco65100工作原理
• 2.7.2 噪声传感器PCB-130D20工作原理
• 2.7.3 数据采集卡USB-9234工作原理
• 第三章 水泵振动噪声测试系统软件设计
• 3.1 水泵振动噪声系统信号流程设计
• 3.2 水泵振动噪声系统软件架构设计
• 3.2.1 试验设置模块
• 3.2.2 数据采集模块
• 3.2.3 数据处理模块
• 3.2.4 数据管理模块
• 3.2.5 报告生成模块
• 3.3 水泵振动噪声系统软件信号处理
• 3.3.1 信号预处理
• 3.3.2 时域分析
• 3.3.3 频域分析
• 3.4 水泵振动噪声系统软件程序实现
• 3.4.1 系统程序设计模式——生产者/消费者模式
• 3.4.2 试验设置模块的程序实现
• 3.4.3 数据采集模块的程序实现
• 3.4.4 数据处理模块的程序实现
• 3.4.5 数据管理模块的程序实现
• 3.4.6 报告生成模块的程序实现
• 第四章 系统测试
• 4.1 系统测试方法
• 4.2 系统测试试验
• 4.2.1 传感器校准
• 4.2.2 原始数据测试
• 4.2.3 算法测试
• 4.3 测试数据波形
• 4.4 系统测试结论
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献