[发明专利]一种智能振动传感器及其控制方法

权利要求书

1.一种智能振动传感器，其特征在于，包括：

压电转换模块(1)，用于接收来自待测物体的机械振动，并将所述机械振动转化为电荷信号；

信号调理模块(2)，连接所述压电转换模块(1)，用于对所述电荷信号进行信号调整，得到滤波信号；

模数转换模块(3)，连接所述信号调理模块(2)，用于对所述滤波信号进行模数转换，得到数字信号；

数据处理模块(4)，连接所述模数转换模块(3)，包括：

存储单元(41)，用于预先存储信号处理函数，以及保存所述数字信号；

运算单元(42)，连接所述存储单元(41)，用于根据所述信号处理函数依次对所述数字信号进行加窗运算和快速傅里叶变换，得到初始频谱；

幅值修正单元(43)，连接所述运算单元(42)，用于对所述初始频谱的幅值进行修正，得到修正频谱；

加速度计算单元(44)，连接所述幅值修正单元(43)，用于根据所述修正频谱的幅值和预先获取的所述压电转换模块(1)的灵敏度计算得到振动加速度的幅值；

频谱生成单元(45)，分别连接所述加速度计算单元(44)和所述幅值修正单元(43)，用于根据所述振动加速度的幅值和所述修正频谱的频率生成加速度频谱，所述待测物体的不同部件预先关联有相应的所述修正频谱的频率；

外部控制终端(5)，连接所述数据处理模块(4)，用于根据所述加速度频谱对所述待测物体的不同所述部件进行监测。

2.根据权利要求1所述的智能振动传感器，其特征在于：所述信号处理函数包含有汉宁窗库函数和快速傅里叶变换库函数，则所述运算单元(42)包括：

第一运算子单元(421)，用于根据所述汉宁窗库函数对所述数字信号进行加窗运算，得到加窗信号；

第二运算子单元(422)，连接所述第一运算子单元(421)，用于根据所述快速傅里叶变换库函数对所述加窗信号进行快速傅里叶变换运算，得到所述初始频谱。

3.根据权利要求2所述的智能振动传感器，其特征在于：所述幅值修正单元(43)包括：

第一修正子单元(431)，用于调用所述初始频谱中的各个频谱幅值，并将所述初始频谱中的各个频谱幅值除以相应所述加窗信号的数据长度的一半，得到若干中间数据；

第二修正子单元(432)，连接所述第一修正子单元(431)，用于将各所述中间数据乘以二，得到相应的修正数据，并根据各所述修正数据形成所述修正频谱。

4.根据权利要求1所述的智能振动传感器，其特征在于：所述压电转换模块(1)为压电陶瓷。

5.根据权利要求4所述的智能振动传感器，其特征在于：所述压电陶瓷的灵敏度配置为100mV/g，其中mV用于表示电压单位毫伏，g用于表示加速度。

6.根据权利要求1所述的智能振动传感器，其特征在于：所述数据处理模块(4)还包括通讯单元(46)，连接所述频谱生成单元(45)，所述通讯单元(46)用于通过串口通讯接口将所述加速度频谱发送至所述外部控制终端(5)。

7.根据权利要求1所述的智能振动传感器，其特征在于：所述信号调理模块(2)包括：

电荷放大单元(21)，用于对所述电荷信号进行放大并转换为电压信号；

滤波单元(22)，连接所述电荷放大单元(21)，用于对所述电压信号进行限频滤波处理，得到所述滤波信号。

8.根据权利要求7所述的智能振动传感器，其特征在于：所述电荷放大单元(21)为电荷放大器，所述滤波单元(22)为抗混滤波器。