[发明专利]一种基于带通滤波和相关运算相结合的磨粒传感器灵敏度提升方法

摘要

本发明公开了一种基于带通滤波和相关运算相结合的磨粒传感器灵敏度提升方法，基于带通滤波与相关运算相结合的方法来提升已有磨粒传感器信号的灵敏度。基于已有电感式磨粒传感器，将两路传感器串联安装在油液管路中，将采集到的两路传感器信号通过本发明提出的方法可以将灵敏度提升至原来的2.76倍，从而能够检测更小的磨粒，为基于磨粒信息的故障诊断服务。

主权项

一种基于带通滤波和相关运算相结合的磨粒传感器灵敏度提升方法，包括以下几个步骤：步骤一：将磨粒传感器X、磨粒传感器Y接入油液回路中，磨粒传感器X、磨粒传感器Y之间的管路长度为L，其中：Q为油液的体积流量，r为管道内径，n为大于0的整数；磨粒传感器X的输出为：x(t)=Asin(wt)+Bxsin(wnt)+Cxn(t)(0≤t≤2πw)Bxsin(wnt)+Cxn(t)(t<0,2πw<t)]]>其中，A是磨粒信号的幅值，w是磨粒信号的频率，Bx是特定频率干扰对磨粒传感器X的干扰幅值，wn是特定干扰的频率，Cx是随机干扰造成传感器X的随机噪声，n(t)是背景噪声源；磨粒传感器Y的输出为：y(t)=Asin[w(t-τ)]+Bysin(wnt)+Cyn(t)(τ≤t≤τ+2πw)Bysin(wnt)+Cyn(t)(t<τ,τ+2πw<t)]]>其中，By是特定频率干扰对传感器Y的干扰幅值，Cy是随机干扰造成传感器Y的背景噪声；步骤二：将磨粒传感器X、磨粒传感器Y的输出信号分别输出至两个带通滤波器，两个带通滤波器的通带分别为到衰减为30dB，其中l为磨粒传感器的轴向长度；步骤三：将两个带通滤波器的输出结果进行相关运算，相关运算数据长度两路信号的延时则截取区间长度为T的两路传感器做延时为τ相关运算则有：当无磨粒通过时，即t＜τ或者相关运算的结果为：RNxy(t)=BxBy2cos(-wnτ)-BxBy2Twnsin(wnT)cos[2wnt-wn(T+τ)]+CxCyTRn(τ)]]>其中，Rn(τ)是随机噪声n(t)的关于延时τ的自相关；当有磨粒通过时，即相关运算的结果为：Rxy(t)＝RSxy(t)+RNxy(t)其中，ξ为积分变量，RSxy(t)则为由磨粒引起的部分，RNxy(t)则为由干扰和噪声引起的部分；设相关运算的信噪比为：SNRC=max|RSxy|max|RNxy-avg(RNxy)|]]>其中max(·)是取最大值，avg(·)是取平均值；调整磨粒传感器X、磨粒传感器Y的距离，使τ＝2nπ，令Bx＝By＝B，则：SNRC≥2A2wnπB2w]]>设置信噪比的阈值，通过阈值法检测磨粒。