具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机振动监测装置，有源滤波模块可以对振动信号进行动态跟踪补偿，可以减小处理模块接收到的振动信号的相位延迟，进而提高对电机进行监测的准确性和可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种电机振动监测装置的结构框图，该装置包括：

振动传感器11，用于获取电机的振动状态，以得到振动信号；

与振动传感器11连接的有源滤波模块12，用于滤除振动信号中的杂波；

与有源滤波模块12连接的处理模块13，用于基于有源滤波模块12输出的振动信号实时对电机的振动状态进行监测。

考虑到振动传感器11输出的振动信号中可能会存在杂波，导致处理模块13获取到的振动信号不准确，处理模块13根据振动传感器11直接输出的振动信号对电机的振动状态进行监测时，对电机的振动状态监测不准确。

为解决上述技术问题，本申请的设计思路为：在振动传感器11的输出端设置一个滤波装置，以滤除振动传感器11输出的振动信号中包含的杂波，但是考虑到无源滤波装置的性能较差，若使用无源滤波装置对振动信号进行滤波时，对振动信号中的低频信号的处理能力较差，且使用无源滤波装置对振动信号进行滤波及传输时，处理速度较慢，处理模块13接收到的振动信号存在相位延迟，也有可能造成对电机的振动状态的监测的不准确。

基于此，本申请中的使用有源滤波模块12，对振动传感器11输出的振动信号进行滤波，以滤除振动信号中的杂波，保证处理模块13接收到的振动信号的准确性。此外，有源滤波模块12可以对振动信号进行动态跟踪补偿，可以减小处理模块13接收到的振动信号的相位延迟，进而提高对电机进行监测的准确性和可靠性。

作为一种优选的实施例，振动传感器11为ICP振动传感器11，用于采集电机XYZ三个方向的加速度信号；

有源滤波模块12具体用于滤除加速度信号中的杂波；

处理模块13具体用于基于有源滤波模块12输出的加速度信号实时对电机的振动状态进行监测。

需要说明的是，本申请中的振动传感器11可以但不限于为ICP振动传感器11，其中，ICP传感器为一种三轴加速度传感器，通过螺栓将ICP传感器安装于电机表面，采集电机X、Y、Z三个方向的加速度信号，具体地，此时有源滤波模块12对三个方向的加速度信号进行滤波，处理模块13基于三个方向的加速度信号对电机的振动状态进行监测。此外，由于恒流源具有非常好的恒流精度、抗干扰能力及远程传输能力，因此可以选用恒流源为ICP传感器供电。

综上，本申请中的电机振动监测装置可以实现对电机的检测比较准确，抗干扰能力强，从而实现对电机的振动状态的准确监测。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明提供的另一种电机振动监测装置的结构框图。

作为一种优选的实施例，有源滤波模块12包括：

与振动传感器11连接的高阶有源高通滤波器22，用于滤除振动信号中低于第一截止频率的信号。

本实施旨在提供一种有源滤波模块12的具体实现方式，具体地，在有源滤波模块12包括高阶有源高通滤波器22时，可以保证滤波器实现很低的截止频率、非常窄的过渡带宽、通带范围为信号增益平稳且单调以及较小的信号延迟。

作为一种优选的实施例，有源滤波模块12还包括：

与有源高通滤波器连接的高阶有源低通滤波器24，用于滤除振动信号中高于第二截止频率的信号，第一截止频率小于第二截止频率。

本实施旨在提供另一种有源滤波模块12的具体实现方式，具体地，在有源滤波模块12还包括高阶有源低通滤波器24时，可以滤除振动信号中的高频干扰成分，可以极大的抑制整个电路中的噪声，提高信号的信噪比。

通过高阶有源高通滤波器22和高阶有源低通滤波器24的联合使用，通过对截止频率的设置，可以使处理模块13接受到到预设带宽的频率信号，如果需要改变处理模块13接收到的振动信号的带宽，可以通过控制各自滤波器对应的截止频率，或者根据被监测电机的类型，灵活的设置截止频率，对于具体的截止频率本申请在此不做特别的限定，具体根据实际情况而定。

可见，通过高阶有源高通滤波器22和高阶有源低通滤波器24的联合使用，可以滤除振动信号中的预设带宽频率之外的杂波，且可以提高振动信号的信噪比。

作为一种优选的实施例，有源滤波模块12还用于滤除振动信号中的直流偏置分量；

还包括：

设置于高阶有源高通滤波器22与高阶有源低通滤波器24之间的直流偏置输出模块23，用于输出固定的直流偏置分量，以与高阶有源高通滤波器22输出的振动信号进行叠加，以使振动信号的所有值为正。

现有技术的振动监测装置对振动传感器11输出的振动信号一般会设置有直流偏置分量，以使振动信号中不会出现负的电压信号，此时，对应的振动监测装置可以使用单一的电源供电，不用再采用双电源供电。但是，现有技术中的振动传感器11在使用时间较长之后，其内设置的直流偏置分量会发生不稳定，从而造成振动信号的产生误差，造成对电机的振动状态监测的不准确性。

为解决上述技术问题，本申请中先使用高阶有源高通滤波器22滤除振动信号中的直流偏置分量，只允许信号中的反映了振动状况的有效的交流分量通过，然后再使用能输出稳定直流偏置分量的模块输出一个稳定的直流偏置分量，使其叠加在不包含直流偏置分量的振动信号上，确保交流分量不会出现负的电压信号，从而在能够使用单电源的同时，保证振动信号的稳定性。

需要说明的是，在本申请中的振动传感器11为ICP传感器时，ICP传感器的信号输出端和所需要的横流激励为同一根线，此时输出的振动信号中还包括直流偏置分量。

作为一种优选的实施例，还包括：

设置于振动传感器11与高阶有源高通滤波器22之间的无源π型滤波模块21，用于滤除振动传感器11输出的振动信号中的电压尖峰及毛刺。

考虑到使用有源滤波模块12对振动信号进行滤波时，虽然滤波的性能较好，但是有源滤波模块12的稳定性较差，可能造成对振动信号的不完全滤波。

为解决上述技术问题，本申请中在有源滤波模块12的前端设置了无源π型滤波网络，其中，无源π型网络可以由无源器件电阻、电感及电容构成，用于滤除振动信号中的电压尖峰以及毛刺，同时还可以抑制振动信号中的共模干扰成分。

作为一种优选的实施例，处理模块13包括：

与有源滤波模块12连接的采样模块26，用于对滤除杂波后的振动信号进行采样，得到采样信号；

与采样模块26连接的DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)处理器，用于基于采样信号对电机的振动状态进行实时监测。

本实施例旨在提供一种处理模块13的具体实施方式，具体地，本申请中的处理模块13包括采样模块26和DSP处理器25，先对振动信号进行采样，得到数字量的振动信号，然后将数字化的振动信号发送至DSP处理器25，DSP处理器25对其进行运算以实现对电机的振动状态的实时监测。

其中，采样模块26的具体实现方式可以但不限于为高速AD(analogue-digital，模数)采样芯片，其中，高速AD采样芯片具备差分输入模拟端口，良好的抗干扰能力，以及高速的模数转换能力。AD采样芯片所采用的并口总线通讯方式，可以实现非常高的数据吞吐能力，从而为电机振动实时监测的信号实时采集提供了技术保证。

此外，DSP处理器25为一种高性能的数字信号处理芯片，可以高效快速的运行非常复杂的逻辑程序以及算法，并且具备丰富的通信接口，实现数据的多种方式传输。

综上，本申请中的采样模块26及DSP处理器25可以实现处理模块13的功能，且实现方式简单可靠。

作为一种优选的实施例，还包括：

与DSP处理器25连接的无线模块，用于将DSP处理器25的实时监测结果发送至上层服务器。

在需要将处理模块13的监测结果发送至上层服务器时，本申请中还可以设置无线模块，用于将处理模块13的监测结果发送至上层服务器。

其中，本申请中的无线模块也可以接收上层服务器的数据或者指令，并将其传输至处理模块13，以使其基于此数据或指令对电机振动检测装置进行控制。

此外，本申请中上层服务器与处理模块13的之间的传输方式可以但不限于使用WIFI(Wireless Fidelity，无线通信技术)模块，也可以是其他的无线模块，只要能实现对数据的传输即可，本申请在此不做特别的限定。

可见，本申请中的无线模块可以实现上层服务器与处理模块13之间的数据传输，且无线传输相比于有线传输而言，使用更加方便，不需要限制于线长等因素。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。