【摘要】：振動普遍出現(xiàn)在人類日常的生產(chǎn)生活之中,設(shè)備自身的振動可能會引起一些異常的變化,致使其可靠性降低,嚴(yán)重的可能導(dǎo)致該設(shè)備停止工作。目前,研究人員針對不同的被測物體開發(fā)了各種振動監(jiān)測系統(tǒng),其中多以電測法作為主要監(jiān)測方式。該方法屬于接觸式測量方法,在監(jiān)測時不可避免的會對被測物體的振動產(chǎn)生一定的影響,使監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)偏差。視覺麥克風(fēng)技術(shù)是一種新興的振動監(jiān)測技術(shù),作為非接觸式測量技術(shù)具有顯著優(yōu)點:不會對被測物體的振動產(chǎn)生影響;同時,該技術(shù)靈敏度高、工作壽命長,但是受制于高速攝像機(jī)的價格昂貴,在應(yīng)用上還不成熟,在低成本和探測范圍方面有待進(jìn)一步的研究。本文基于視覺麥克風(fēng)技術(shù),結(jié)合非成像技術(shù)來實現(xiàn)對物體振動的非接觸式實時監(jiān)測。在保證測量精度的基礎(chǔ)上,降低該技術(shù)的成本,同時增大振動頻率的監(jiān)測范圍,主要工作如下:(1)基于視覺麥克風(fēng)技術(shù)的光學(xué)法振動檢測系統(tǒng)的設(shè)計。利用聲源發(fā)聲使物體產(chǎn)生振動,采用普通的家用式單反照相機(jī)進(jìn)行視頻錄制;對于獲得的視頻圖像,采用梯度法得到物體振動較為明顯的點,并采用光流法對該點在圖像上的位置進(jìn)行追蹤,從而得到該點的軌跡,最后直接對該點的運動軌跡進(jìn)行快速傅里葉變換,完成對物體振動頻率的監(jiān)測。(2)高速視覺采集系統(tǒng)的設(shè)計。以低成本,高速率,高精度為設(shè)計原則。為降低系統(tǒng)的成本,結(jié)合非成像光學(xué)與光強(qiáng)調(diào)制的原理,采用白光LED燈對物體進(jìn)行主動照射,利用透鏡將反射光耦合至多模光纖。采用光線追跡法進(jìn)行照度分布的理論分析。通過對光纖耦合效率的計算,以及反射光徑向偏移對光纖耦合效率的影響,對物體振動的振幅進(jìn)行計算。對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪等信號處理工作。最后對以上設(shè)計進(jìn)行仿真實驗分析。(3)基于視覺麥克風(fēng)系統(tǒng)的振動監(jiān)測系統(tǒng)的實驗驗證。對由聲源引起的薄鋼板振動進(jìn)行實時監(jiān)測,以此證明該系統(tǒng)的可行性與準(zhǔn)確性;對正常情況下航空液壓管路振動情況進(jìn)行實時監(jiān)測,并與采用光纖光柵系統(tǒng)的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比。得到管路各工作狀態(tài)下振動情況,驗證系統(tǒng)的泛用性;在管路卡箍松脫情況下進(jìn)行多點實時監(jiān)測,實現(xiàn)管路故障的預(yù)警。
【圖文】：

視頻圖像采集振動檢測系統(tǒng)

激光多普勒效應(yīng)測振原理圖
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O329;TN641

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本文編號：2695396