[发明专利]镗杆工作状态实时监测系统

权利要求书

1. 镗杆工作状态实时监测系统，包括固定于镗杆端部、用于监测镗杆振动信号的信号检测装置，对监测到的振动信号进行分析处理的上位机，和连接信号检测装置与上位机之间通信的中间站；

所述的上位机发出控制指令传送到中间站，所述的中间站通过无线通信方式将控制指令发送到信号检测装置；所述的信号检测装置通过无线通信方式将检测到的振动数据发送至中间站，该振动数据由中间站通过串口发送到上位机；

上位机对振动信号的分析处理包括以下步骤：

1）、分别对每组历史振动信号经过特征参数提取得到振动信号的典型特征参数，建立特征向量；通过时频分析获取每组历史振动信号的状态信息；将每组特征向量与对应的状态信息分别作为输入参数和输出参数构建支持向量机的学习样本；所述的状态信息指的是镗杆处于稳定状态或颤振状态；

2）、选择核函数，输入学习样本到支持向量机中进行样本学习，获得输入参数和输出参数的精确映射关系，该映射关系为基于支持向量机的分类模型；

3）、计算来自信号检测装置的实时振动信号的特征向量，将该特征向量作为待识别样本，将待识别样本输入到分类模型中进行模式识别，模式识别判断当前镗杆处于稳定状态或处于颤振状态；

4）、待识别样本作为新的学习样本增添到支持向量机中，以提高分类模型的识别能力。

2.如权利要求1所述的镗杆工作状态实时监测系统，其特征在于：所述的信号检测装置包括固定于镗杆上的加速度传感器，为信号检测装置提供电源的振动检测电源模块，将加速度传感器感测到的振动信号进行放大和采样的振动信号处理模块，用于存储采样后振动信号的存储模块，及与中间站进行数据交互的振动检测无线通信模块；振动信号处理模块对待发送的振动信号进行编码，经编码的振动信号通过振动检测无线通信模块发送到中间站。

3. 如权利要求2所述的镗杆工作状态实时监测系统，其特征在于：所述的镗杆上固定两个加速度传感器，两个加速度传感器正交。

4. 如权利要求3所述的镗杆工作状态实时监测系统，其特征在于：所述的加速度传感器与镗杆之间设有套接于镗杆上的圆环基体，两个加速度传感器固定于圆环基体的圆周上，圆环基体通过紧固螺钉固定在镗杆上；信号检测装置采用圆环形电路板，圆环形电路板通过螺钉固定在圆环基体的侧面，振动信号处理模块、振动检测无线通信模块、存储模块和振动检测电源模块均采用贴片元件，各个贴片元件沿圆环基体的圆周均匀分布。

5. 如权利要求2所述的镗杆工作状态实时监测系统，其特征在于：振动信号处理模块中内置能够同时对两路模拟信号进行采样的16位∑-△模数转换器，模数转换器采样获得的数字信号存入存储模块中。

6. 如权利要求2所述的镗杆工作状态实时监测系统，其特征在于：振动检测电源模块包括为振动信号处理模块及无线通信模块供电的主电源电路，为传感器提供稳定电流的恒流源电路，和为模数转换器提供基准电压的基准电路；主电源电路由超低功耗稳压芯片和电池组成。

7. 如权利要求2所述的镗杆工作状态实时监测系统，其特征在于：所述的中间站包括将来自上位机的控制指令发送到信号检测装置的中间站无线通信模块，对来自信号检测装置的振动信号进行解码和对待发送的控制指令进行编码的中间站信号处理模块，和为中间站无线通信模块及中间站信号处理模块供电的中间站电源模块；中间站信号处理模块通过串口实现与上位机通信。