基于锁相放大器的齿轮裂纹信号检测研究

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1、工程硕士学位论文基于锁相放大器的齿轮裂纹信号检测研究陈岳哈尔滨理工大学2015年6月国内图书分类号：TP274+.2工程硕士学位论文基于锁相放大器的齿轮裂纹信号检测研究硕士研究生：陈岳导师：刘泊申请学位级别：工程硕士学科、专业：仪器仪表工程所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TP274+.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringGearCrackSignalDetectionBasedonPhase-lockedAmplifierCandidate：ChenYue

2、Supervisor：LiuBoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InstrumentationEngineeringDateofOralExamination：June，2015HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明－本人郑重声明：此处所提交的硕上学位论文《基于锁化放大器的齿轮裂纹信号检测研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕上学位期间独立进行研究工作所取得的成果。踞本人所知，论文中除已注明的部分

3、外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做岀贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。。本声明的法律结果将完全山本人承化：，ｗＶｉ作者签名；鬥期乃＞＿＾年《ｊ哈尔滨理工大学硕：ｔ学位论文使用授权书《基于锁相放大器的远轮裂纹信号检测硏究》站本人化哈尔巧理工火学攻。读硕±学位期问在导师巧导Ｋ完成的姆Ｈ：学位论文本论文的研巧成巧归哈尔。本人完全了滨理工大学所有，本论文的研究内容不得它单位的名义发巧解哈尔滨理Ｘ大学关于保存、化用学位论文的规定，问窟学校保留并向有义部。ｎ：大口提交论文和化子版木，化许论文被巧闊和借阅本人授仪哈尔滨理学可。Ｗ

4、采用跋印、缩印或其他狂制乎段保佑论文，可Ｗ公化论文的全部或部分内择本学位论文庇于保密□，巧年解密后适用授权书。不保密曲。（请在上仙化方枢内打Ｖ）《：鬥期年Ｍ作择签名巧、幸如导帅签名；Ｆ１期：＞〇］。円咬年／〇／哈尔滨理工大学工程硕士学位论文基于锁相放大器的齿轮裂纹信号检测研究摘要在现代工业技术飞速发展的过程中,齿轮在各类机械传动系统中都起着不可或缺的作用。机械系统中齿轮传动系统能否正常运行往往影响着机械设备是否能够正常工作。而由于齿轮传动系统的承受力大多集中在齿轮本身，故在齿轮传动系统所有失效的零件中当中,齿轮本身因为某些原因失效比例高达60%,由此可见齿轮本

5、身就是机械传动系统中最为重要的几个零件之一。因此,对齿轮本身与齿轮传动系统进行有效的故障检测在当今仍然具有十分重要的现实意义。虽然齿轮本身故障有很多原因，但本文主要针对齿轮早期裂纹的微弱信号的检测重点与难点进行研究。在机械故障诊断过程中,由于机械运动本身的各种震动会产大量的背景噪声，而且检测信号当中也含有各种噪声,进而使信号的信噪比降低,特别是当齿轮本身产生早期裂纹时,裂纹故障信号往往十分微弱,对微弱信号所产生震动如何有效的进行检测，成为本文齿轮早期故障诊断的技术重点与难点难题。为了实现对齿轮早期裂纹信号的精确检测，本文对检测过程中的两部分进行了设计与研究。首先，对信号检测系统中传感器部分

6、使用放置式涡流线圈检测探头，该探头由检测线圈和参考线圈两部分组成。利用检测线圈与参考线圈由于齿轮裂纹所产生的不同信号经过电桥电路形成差动放大检出。信号调理电路采用了一种锁相放大器的信号检测技术。在分析了所产生的噪声基础上，研究了抑制噪声的方法及相关技术。设计了信号检测的硬件电路，包括信号采集生电路、前置放大环节、前置滤波环节、主放大电路、参考信号产生电路、参考信号移相电路以及相敏检波电路等。并做了仿真实验，通过仿真将实验数据与理论值进行对比分析，发现这种方式能有效的实现微弱信号的检测。最后，测试实际硬件电路，再次证明，该技术可以很好的实现信号检测。关键词涡流检测；微弱信号；齿轮；锁相放大1

7、哈尔滨理工大学工程硕士学位论文GearCrackSignalDetectionBasedonPhase-lockedAmplifierAbstractInthemodernindustry,geardriveiswidelyusedinallkindsofmachines,theoperatingstateofgeartransmissionsystemisoftendirectlyaffectthemechanical