一种超高速散热风机轮毂载荷测试系统及方法与流程

本发明涉及热风机测试，尤其涉及一种超高速散热风机轮毂载荷测试系统及方法。

背景技术：

1、风机轮毂连接叶片与传动链，起到传递能量的作用。风机轮毂内部安装有各种部件，如变桨驱动控制柜、电源柜，润滑系统等。由于轮毂在不停的旋转，各部件所受的重力载荷方向和大小都会呈现360度旋转周期性波动。轮毂内部的部件有许多插口紧固件等机械零件以及电路板、电容、电阻、电感等电子电气零件，这些零件需要长期在方向和大小都在变化的旋转载荷下稳定工作，对于可靠性要求高。

2、对于一般部件零件的强度可靠性测试，一般采用振动试验台进行测试，但振动试验台存在测试环境与实际运行环境失效机理不一致的情况。一般振动试验台，只能高频模拟上下方向加速度，以高频幅值方向变化大的方式寻找出薄弱环节，而实际上轮毂内的加速度方向变化是360度低频循环变化。由于风机轮毂较大，旋转速度较慢，目前一般在12rpm以内，因此以部件本身作为参考系，轮毂内部件所受主要低频载荷为方向不断变化的重力加速度载荷。

3、为了更加贴合轮毂内加速度变化实际工况，更加准确找出其薄弱环节，需要一个更加接近真实运行工况，且工况可调的测试平台。

4、为了解决本领域普遍存在测试手段缺乏、无法与散热风机相关联的风机轮毂的部件进行测试、智能程度低、交互性差、无法提供准确的测试结果等等问题，作出了本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种超高速散热风机轮毂载荷测试系统及方法。

2、为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

3、一种超高速散热风机轮毂载荷测试系统，包括热风机、以及设置在风机轮毂上的零部件，还包括采集模块、感应模块、评估模块和预警模块，所述采集模块采集风机轮毂在转动过程中的转速数据，所述感应模块采集所述风机轮毂转动过程中的振动幅度数据，所述评估模块用于对所述采集模块采集的转速数据和所述感应模块采集得到的振动幅度数据进行评估，形成评估结果，所述报警模块根据所述评估结果触发不同等级的预警，并向管理者进行报警提示；

4、所述采集模块设置在所述热风机的输出轴上，所述感应模块设置在所述热风机的零部件上，以对零部件上的振动进行感应，所述采集模块包括采集单元和第一数据存储单元，所述采集单元采集所述风机轮毂转动过程中的转速数据，所述第一数据存储单元存储所述采集单元采集得到的所述转速数据；

5、所述感应模块包括感应单元和第二数据存储单元，所述感应单元采集零部件在所述风机轮毂在转动过程中的振动幅度数据，所述第二数据存储单元存储所述感应单元采集得到的振动幅度数据；

6、所述评估模块获取所述感应单元采集得到的振动幅度数据和所述采集单元采集得到的转速数据，并根据下式计算评估指数evaluate：

7、

8、式中，via为表示振动幅度数据的峰值振幅，speeddeviation表示转速数据的变化率，meanspeed表示平均转速，meanvia表示振动幅度数据的振幅平均值；

9、若所述评估指数evaluate高于设定的监测阈值monitor，则触发所述预警模块向所述管理者进行提示，并实时提示当前的预警等级。

10、可选的，所述采集单元包括光电传感器、信号放大器、信号处理子模块，所述光电传感器通过红外光源和光电二极管的组合，在轮毂旋转时实现对旋转速度的监测，将检测到的旋转速度转换为电信号输出给信号放大模块，信号放大器将光电传感器模块输出的微弱电信号放大，所述信号处理子模块接收信号放大器的信号，对其进行滤波、增益控制处理，以得到转速信号。

11、可选的，所述感应单元包括电磁感应线圈、信号处理器和数据分析器，所述电磁感应线圈安装在零部件的上方，并采集所述零部件的振动过程中产生的磁场变化，所述信号处理器用于对所述电磁感应线圈检测得到的磁场变化进行处理，以获得与振动幅度特征有关的电信号，所述数据分析器用于对所述电信号进行处理，并转换为与振动幅度数据相关联的数字信号。

12、可选的，所述预警模块包括预警单元和交互单元，所述预警单元根据所述评估模块的评估结果触发不同等级的预警提示，所述交互单元将所述预警提示向管理者进行交互提醒；

13、所述预警单元根据下式确定触发的不同等级的预警提示：

14、

15、当所述预警单元得到准确的预警提示等级后，向所述交互单元发出交互指令，触发所述交互单元将当前的所述预警提示等级向所述管理者进行交互提醒。

16、可选的，所述振动幅度数据的平均值meanvia根据下式进行计算：

17、

18、式中，x1、x2、x3、...、xn分别表示振动幅度数据点的各个样本值，n表示振动幅度数据的样本数量；

19、其中，振动幅值的数据点包括振动幅值波形的最大值、最小值。

20、可选的，所述采集单元将所述转速信号转换为转速数据，并将转换得到的转速数据传输至所述评估模块中。

21、另外，本发明还提供一种超高速散热风机轮毂载荷测试方法，所述载荷测试方法包括以下步骤：

22、s1、将采集模块和感应模块分别安装在所述风机轮毂和零部件的上，并通过驱动装置驱动所述风机进行转动；；

23、s2、所述采集模块获取所述风机轮毂的转速数据；

24、s3、所述感应模块获取所述零部件的振动幅度数据；

25、s4、所述评估模块获取所述采集模块采集得到的转速数据和所述感应模块采集得到的振动幅度数据，并计算评估指数evaluate；

26、s5、将所述评估指数evaluate与设定的监控阈值monitor进行比较，以确定是否触发预警模块的不同等级的预警；

27、s6、所述预警模块将报警提示向所述管理者进行交互提醒。

28、可选的，所述载荷测试方法还包括：所述零部件的外周嵌套有金属外壳，并通过所述感应模块检测所述金属外壳以及所述零部件的振动幅度数据。

29、可选的，所述载荷测试方法还包括：通过所述采集模块对所述轮毂的转动速度进行检测，并对所述转动过程中采集得到的转速信号转换为转速数据。

30、本发明所取得的有益效果是：

31、1.通过所述评估模块和所述采集模块、以及所述感应模块的相互配合，使得所述风机轮毂中的零部件的载荷状态能够被评估，并根据评估的结果获得测试的结果，提升整体系统的智能程度和测试的便捷性、可靠性；

32、2.通过所述预警单元和所述交互单元的相互配合，使管理者能够动态的掌握当前的测试状态，使得管理者与系统之间具有较佳的交互舒适性，保证管理者能够动态的掌测试的结果；

33、3.通过感应模块对所述零部件的振动进行采集，以提升所述零部件振动感应或检测的精准性和智能程度；

34、4.通过采集模块对热风机轮毂的转速进行采集，以获得准确的转速数据，并根据准确的转速数据测试不同荷载下所述零部件的振动数据，为不同工况的热风机的生产提供准确的指导。