1.本发明涉及旋转机械振动监测信号处理领域，特别涉及一种用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路。
背景技术：
2.键相器是旋转机械振动监测信号处理中一个不可缺少的部分，其作用主要是做为相位基准和数据采集的起始时标，工程领域中常采用涡流和光电两种方式，其中光电方式的原理是在旋转轴表面贴一个反光标签，利用旋转轴转过一周，光电传感器发射的红外光照射在反光标签上，光通量的变化引起光电传感器输出电平状态的变化；涡流方式的原理是涡流传感器以一定的间隙安装于旋转轴附近，转轴旋转一周，传感器输出一个带有直流成分的脉动信号。
3.现用的多数键相信号在处理中，多采用固定电平，根据涡流键相器的脉动信号及叠加的直流电平幅值、极性的不同，设定多种比较电平进行开关的选择，应用当中十分不便，不能进行自动识别处理，无法适应任意极性的场合，动态范围过窄。
技术实现要素：
4.发明目的：本发明的目的是提供一种用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，通过本发明能够在以涡流传感器、光电键相器作为键相器的场合中适应任意极性，动态范围宽泛。
5.技术方案：本发明所述的一种用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，包括有平均电平检测电路、滤波放大电路、迟滞比较器和整形电路，所述平均电平检测电路一端与信号输入端连接，另一端与滤波放大电路输入端连接；所述滤波放大电路输出端与迟滞比较器正极输入端连接；所述迟滞比较器负极输入端连接有信号输入端，所述迟滞比较器输出端与整形电路连接。
6.作为优选，所述平均电平检测电路包括有并联连接的正向平均电平检测电路和负向平均电平检测电路，所述正向平均电平检测电路包括有正极与信号输入端连接的二极管，与二极管串联的电阻和接地的电容；所述负向平均电平检测电路包括有负极与信号输入端连接的二极管，与二极管串联的电阻和接地的电容。
7.作为优选，所述滤波放大电路包括有低通滤波器和同相放大器，所述低通滤波器与同相放大器中运算放大器同相输入端连接。
8.作为优选，所述信号输入端连接的迟滞比较器反相输入端的电路中设置有限流电阻。
9.作为优选，所述整形电路为非门电路。
10.技术原理：本发明中键相信号进入电路后分为两路，一路进入平均电平检测电路，检测出键相信号中的平均分量后经过滤波放大电路，进入迟滞比较器，于另一路的键相信号进行比较，比较后输出的双极性脉冲信号经过整形电路，转化为单极性脉冲，即键相脉冲
信号。
11.有益效果：通过本发明，输入的任意极性的键相信号均能在最后转化为单极性脉冲信号，便于分析旋转机械振动监测到的信号，及时判断设备状态，同时即使是较小幅值的键相信号也能通过本发明中的放大电路进行准确判断。
附图说明
12.图1是本发明电路图；
13.图2是本发明输入的键相信号为负极性叠加负直流示意图；
14.图3是本发明输入的键相信号为正极性叠加负直流示意图。
具体实施方式
15.如图1所示，为本发明的电路图，包括有平均电平检测电路1、滤波放大电路2、迟滞比较器3和整形电路4，键相信号由kp端输入，输入的键相信号分为两路，一路直接通过2kω的限流电阻r2进入迟滞比较器反相输入端，另一路进入平均电平检测电路1，平均电平检测电路1包括有并联的正向平均电平检测电路和负向平均电平检测电路，正向平均检测电路包括有型号为1n4148的正极连接信号输入端的二极管d1，2μf的电容c1和1mω的电阻r3，检测出键相信号中的正向平均电平；负向平均检测电路包括有型号同样为1n4148的负极连接信号输入端的二极管d2，2μf的电容c2和1mω的电阻r4，检测出键相信号中的负向平均电平；通过平均电平检测电路1检出的平均电平分量通过47kω的电阻r5和100nf的电容c3组成的滤波器滤波后，进入由运算放大器u1a、100kω的电阻r6和10kω的电阻r7组成的同相放大器进行放大，放大后的平均电平分量通过限流电阻jr9输入到由运算放大器u1b和100kω的反馈电阻jr11构成的迟滞比较器的同相输入端，当直接进入迟滞比较器反相输入端的键相信号幅值大于进入迟滞比较器同相输入端的幅值时，u1b输出-12v电平，否则输出 12v电平，u1b输出的双极性负脉冲信号经非门电路u2a整形后，转换为边沿更陡的单极性正脉冲，即键相脉冲信号。
16.如图2所示，当kp端输入的键相信号是负极性叠加负直流时，本发明检测的是负直流平均值，其电平低于负脉动信号，经过u1b的比较处理后，能够在u2a输出端输出规则的方波信号；如图3所示，当kp端输入的键相信号是正极性叠加负直流时，本发明检测的是负直流平均值，其电平高于负脉动信号，经过u1b的比较处理后，同样能够在u2a输出端输出规则的方波信号；同理，对于正极性脉动叠加正直流电平和负极性脉动叠加正直流电平的信号，处理的过程也是完全一样，最后都能得到方波信号，便于分析设备的状态。
技术特征：
1.一种用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，其特征在于：包括有平均电平检测电路(1)、滤波放大电路(2)、迟滞比较器(3)和整形电路(4)，所述平均电平检测电路(1)一端与信号输入端连接，另一端与滤波放大电路(2)输入端连接；所述滤波放大电路(2)输出端与迟滞比较器(3)正极输入端连接；所述迟滞比较器(3)负极输入端连接有信号输入端，所述迟滞比较器(3)输出端与整形电路(4)连接。2.根据权利要求1所述的用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，其特征在于：所述平均电平检测电路(1)包括有并联连接的正向平均电平检测电路和负向平均电平检测电路，所述正向平均电平检测电路包括有正极与信号输入端连接的二极管，与二极管串联的电阻和接地的电容；所述负向平均电平检测电路包括有负极与信号输入端连接的二极管，与二极管串联的电阻和接地的电容。3.根据权利要求1所述的用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，其特征在于：所述滤波放大电路(2)包括有低通滤波器和同相放大器，所述低通滤波器与同相放大器中运算放大器同相输入端连接。4.根据权利要求1所述的用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，其特征在于：所述信号输入端连接的迟滞比较器(3)反相输入端的电路中设置有限流电阻。5.根据权利要求1所述的用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，其特征在于：所述整形电路(4)为非门电路。
技术总结
本发明公开了一种用于旋转机械振动分析中处理键相信号的电路，包括有平均电平检测电路、滤波放大电路、迟滞比较器和整形电路，输入的键相信号分为两路，一路直接进入迟滞比较器，另一路通过平均电平检测电路后，检测出平均电平，然后通过滤波放大电路后进入迟滞比较器，通过比较后迟滞比较器输出双极性脉冲信号，再经由整形电路能够得到单极性脉冲信号，得到的信号便于分析设备的工作状态，本发明适用于不同极性，带有不同直流偏移的键相信号，同时即使输入的信号幅值过小，也能很好的转化成最后的单极性脉冲信号。成最后的单极性脉冲信号。成最后的单极性脉冲信号。
技术研发人员：武芳 方明明 黄石红
受保护的技术使用者：江苏卫生健康职业学院
技术研发日：2020.06.16
技术公布日：2022/1/3
再多了解一些
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