一种周期信号增强检测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103644966103644966A(43)申请公布日2014.03.19(21)申请号201310739306.4(22)申请日2013.12.29(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人何清波陆思良孔凡让(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人杨学明顾炜(51)Int.Cl.G01H17/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种周期信号增强检测装置及方法(57)摘要本发明提供一种周期信号增强检测装置及方法，该检测装置包括信号接收与预处理模块，功率放大器，激振器，三稳悬臂梁物理装置，激光位移传感器，加速度传感器和示波器；信号接收与预处理模块的输出接口与功率放大器的输入接口相连；功率放大器的输出接口与激振器的输入接口相连；三稳悬臂梁物理装置通过螺栓连接到激振器的工作台上；激光位移传感器安装在合适的支架上，确保激光束对准三稳悬臂梁物理装置中的悬臂梁自由振动端；加速度传感器通过螺栓连接到三稳悬臂梁物理装置上；激光位移传感器和加速度传感器的输出接口分别连接到示波器的两个不同的输入通道上。该检测装置及方法具有原理简单、物理实现、检测效果好、普适性强等优点。CN103644966ACN103649ACN103644966A权利要求书1/2页1.一种周期信号增强检测装置，其特征在于，该检测装置包括信号接收与预处理模块（1），功率放大器（2），激振器（3），三稳悬臂梁物理装置（4），激光位移传感器（5），加速度传感器（6）和示波器（7）；信号接收与预处理模块（1）的输出接口与功率放大器（2）的输入接口相连；功率放大器（2）的输出接口与激振器（3）的输入接口相连；三稳悬臂梁物理装置（4）通过螺栓连接到激振器（3）的工作台上；激光位移传感器（5）安装在合适的支架上，确保激光束对准三稳悬臂梁物理装置（4）中的悬臂梁自由振动端；加速度传感器（6）通过螺栓连接到三稳悬臂梁物理装置（4）上；激光位移传感器（5）和加速度传感器（6）的输出接口分别连接到示波器（7）的两个不同的输入通道上；其中，所述信号接收与预处理模块，包括信号接收模块、信号解调处理模块、信号尺度变换模块；所述三稳悬臂梁物理装置，包括左基座（1）、弹性基体（2）、第一永磁铁（3）、第二永磁铁（4）、第三永磁铁（10）、第一永磁铁座（5）、第二永磁铁座（8）、右基座（7）、第一调节螺栓（6）、第二调节螺栓（9）和第三调节螺栓（11）；弹性基体（2）采用金属弹片；其中弹性基体（2）一端夹持在左基座（1）上构成悬臂梁；第一永磁铁（3）粘在弹性基体（2）的自由端上；第二永磁铁（4）和第三永磁铁（10）分别粘在第一永磁铁座（5）和第二永磁铁座（8）上；第一永磁铁座（5）和第二永磁铁座（8）分别通过第一调节螺栓（6）和第二调节螺栓（9）连接到右基座（7）上；左基座（1）和右基座（7）通过第三调节螺栓（11）连接形成整体基座，第二永磁铁（4）和第三永磁铁（10）在水平方向上极性相同；第一永磁铁（3）在水平方向上极性和第二永磁铁（4）或第三永磁铁（10）相反；第二永磁铁（4）和第三永磁铁（10）在水平方向上关于弹性基体（2）对称；通过调整第三调节螺栓（11），能够调整第一永磁铁（3）的右表面到第二永磁铁（4）或第三永磁铁（10）的左表面在水平方向上的距离d；通过调整第一调节螺栓（6）和第二调节螺栓（9），能够调整第二永磁铁（4）和第三永磁铁（10）在竖直方向上的中心距离p；把装置整体安装在激振器的工作面上，则激振器的振动通过整体基座作用到弹性基体（2）的固定端，从而引起弹性基体（2）和第一永磁铁（3）在竖直方向即x轴上的振动。2.根据权利要求1所述的一种周期信号增强检测装置，其特征在于，弹性基体（2）采用铝弹片、铜弹片或者钛合金弹片。3.根据权利要求1所述的一种周期信号增强检测装置，其特征在于，第一永磁铁（3）、第二永磁铁（4）和第三永磁铁（10）为钕铁硼磁铁、钐钴磁铁或铁氧体磁铁，磁铁形状可为矩形或圆柱形。4.一种周期信号增强检测方法，其特征在于，该检测方法包括信号接收与预处理、信号转换、信号增强和信号采集和记录四个实施步骤：步骤一，对采集到的含噪声周期信号，如果存在待检测周期信号调制其他高频成分的现象，需要对信号先作解调处理，然后根据周期所处范围进行变尺度转换，得到预处理过的信号；步骤二，将所述预处理过的信号输入功率放大器，将放大后的信号输入激振器，实现电信号到机械振动的转换；步骤三，安装在激振器上权利要求1所述的三稳悬臂梁物理装置对机械振动中的周期成分进行增强