基于LabVIEW的液压系统故障诊断参数监测的研究与应用

　　液压系统故障的准确定位和原因的分析困扰着大多数的企业,尤其是一些重型机械应用比较广泛的行业,要想能够快速准确的查明故障,必须对液压系统的参进行准确的监测,本文以液压泵为例利用Lab-VIEW(LaboratoryVirtual InstrumentEngineeringWork-bench)软件对液压泵的故障诊断参数进行监测,判断液压泵的运行状态,识别故障特征,快速准确的查明了液压泵的故障。

　　1　LabVIEW在液压系统故障诊断参数监测中的应用

　　LabVIEW用于液压系统参数监测中最大的优势在于能够对系统进行实时的数据采集和分析,并且能够快速的看到分析的结果,便于迅速的定位系统的故障和原因。如图1所示为在LabVIEW中设计的液压系统监测参数系统的组成框图,它可以多通道的实时采集数据,开始数据采集后, DAQ卡不断地采集数据并将它们存贮在指定的缓冲区中,然后LabVIEW每隔一段时间将一批数据送入计算机进行处理。如果缓冲区放满了,DAQ卡就会又重新从内存起始地址写入新数据,覆盖原来的数据。这个过程一直持续,直到采集到了指定数目的数据点,或者LabVIEW主动中止了采集过程,或者程序出现错误。这种工作方式对于需要把数据存入磁盘或者观察实时数据很有用。

　　用LabVIEW设计的液压系统参数监测软件的前面板如图2所示,该系统共分为3个模块:数据采集模块、数据分析模块和数据处理模块,其中数据采集模块可以通过传感器来实时采集液压系统中各个部位的压力、温度、流量等一系列的参数,并且通过窗口中的波形显示器显示出来;数据分析模块可以对实时采集的数据进行频谱分析、小波分析、傅里叶变换等;数据处理模块可以将一个实时监测到的数据进行保存,也可以将保存过的数据文件打开,利用数据分析模块进行一系列的分析。

　　2　应用LabVIEW对液压泵进行故障诊断

　　液压泵工作的正常与否,与生产能否正常进行有着直接的关系。如图3所示,分别用1号、2号和3号传感器来监测液压泵在X方向、Y方向和Z方向的振动,然后对振动波形进行功率谱分析,从而确定液压泵是否工作在正常状态。

　　2. 1　故障诊断的功率谱法

　　故障诊断的功率谱法实质上就是从诊断参数的能量变化的角度进行设备的故障诊断。函数x(t)的总能量为:

　　式中:t为时间(s); f为频率(Hz);X(f)为x(t)的傅里叶变换对,且的复共轭函数。

　　函数x(t)的能量谱密度函数E(f)为:

　　E(f) =X(f)X*(f) =|X(f) |²

　　当函数x(t)具有能量谱时:

　　式中:x*(t)为x(t)的复共轭函数。