[发明专利]基于LabVIEW的振动机械高振强性能测控装置及其测控方法

说明书

技术领域

    本发明涉及的是一种基于LabVIEW的振动机械高振强性能测控装置及其测控方法，特别是基于LabVIEW的振动机械高振强性能的智能变频测控装置，属于振动利用工程技术领域。

背景技术

在很多情况下，振动机械需要系统在工作过程中产生的振动，具有高振动强度（简称高振强）的特点，具有宽的功率谱曲线的振动性能，来完成一些特殊的作业内容，如振动筛机的透筛率过低、卡筛、板结；振动磨机粉体的不细化、易团聚、反粉碎；各种料仓、料斗、溜槽的仓壁振动工作中物料粘结、起拱、滞留的非正常运动；振动混料机中某些多种物料混合的混合均匀度不高、混合效率过低, 变质量振动输送机中的瞬态输送物料集聚的分散、排解等问题，一般振强的振动磨对于这些问题的解决是无能为力的。然而振动磨的高振强可以在系统中形成一种足够的强振动应力场，这种高振强及其形成的强振动力场，能打乱物料系统有序的固有振频分布，提高物料的冲击、碰撞或剪切、挤压能力，有利于解决振动磨某些特殊的作业要求，但系统产生具有一定持续时间的高振强或瞬态超高振强运动态，若不能进行及时、有效监测和控制，将可能引发如下问题：

（1）主振弹簧崩裂、激振器轴承过早失效、振动体及振动电机发热甚至烧毁，主要零部件维修频次显著增加；

（2）对基础的振动力明显提高、系统噪声大幅攀升，使操作者和周边环境受到严重影响或无法忍受；

（3）机器在近共振点处时可以研磨出高精度的粉体，但当系统达到或进入高次共振模态区时，振动磨局部机体结构强度薄弱处易扭曲、易损坏，甚至会出现部件瞬间破坏或整机瘫痪、报废，会导致系统能耗、成本迅速增加。

一般的测控装置对解决上述出现的问题是无能为力的。国内外研究将基于LabVIEW软件技术用于振动机械的报道很多，李强等使用LabVIEW虚拟仪器软件开发平台实现对机械振动的测量方法；宋振华等开发了基于LabVIEW的振动实验控制与数据采集系统；D. Ganeshkumar等基于LabVIEW发展了一种智能的、低成本的振动监测与故障诊断系统，但涉及基于LabVIEW的振动机械高振强性能测控装置的研究尚未见报道。

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

发明内容

 本发明目的是针对上述不足之处，提供一种基于LabVIEW的振动机械高振强性能测控装置及其测控方法，进而实现振动机械的安全运行。以高振强振动磨为例，该装置由计算机即上位机、变频器、数据采集卡、振动磨机和传感器共同组成，利用传感器对振动磨机的振动信号进行检测，将检测信号通过放大处理后，经数据采集卡输入到计算机，经LabVIEW程序处理后，再由数据采集卡输出并控制变频器，从而控制振动磨机在可控范围内进行高效、安全地振动,该测控装置具有对振动磨机振动强度实时显示和曲线记录功能，也可对运行曲线进行分析，评估不同频率下振动磨机的研磨效果，经实验验证该测控装置控制稳定、实时监控能力强且界面友好。

由于高振强状态下强非线性的振动特性，使磨机运行时实际振强等主参数与预设值相差甚远，会出现参数超限、超时问题，使系统瞬间失效或瘫痪；构建基于基于LabVIEW的振动磨高振强性能测控装置，进行加速度（用A表示)、振强（用k表示)、振频（用F表示）等主参数的在线监测，通过传感器将信号放大，通过数据采集卡采集信号，经LabVIEW程序的处理后，进行变频控制决策，避免出现振强等主参数的超限或超时给系统带来的不利影响，实现系统的可靠运转。

在进行理论分析和实验的基础上，构建基于LabVIEW的振动磨高振强性能测控系统，实施多波模拟变正弦曲线，进行振动参数的在线监测，达到对振动机械实际高振强值、瞬态超高振强限值及其作用时间的有效监测的目的，使振动机中由高振强形成的强振动力场能得以有效控制，保确系统机体结构及主要零部件的正常功能。

一种基于LabVIEW的振动机械高振强性能测控装置是采取以下技术方案实现：