导言
便携式振荡仪是跟着设备毛病确诊需求不断提高而发展起来的面向现场的测验仪器。传统的振荡剖析仪用具有结构杂乱、体积大、操作不便利等特色；而依据单片机的振荡收集剖析仪尽管体积较小，可是剖析才能有限，往往不可以满意振荡剖析与确诊的特殊要求。
本文所规划的振荡剖析仪以CompactRIO为收集设备，以Labview为软件开发渠道，不光具有体积小、分量轻的特色，并且具有强壮、灵敏的专业剖析才能，适合于测点涣散而又不需求继续检测的测验场合。
体系结构
体系选用上下位机结构，下位机将收集到的转速和振荡信号经过TCP/IP协议传送给上位机，上位机进行数据保存与剖析。结构如图1所示。
图1 体系结构简图
经过在线剖析东西，操作者可以实时检测发动机振荡是否超支，离线剖析东西可以协助操作者判别呈现振荡反常的原因。
体系规划与特性
体系在规划上寻求柔性测验技能可靠性、精确性、扩展性、习惯性和灵敏性五大方面特性。
体系习惯性
本体系具有便携、防雨淋、防摔、防振荡的性质，使振荡仪可以习惯外场测验。
为了使整个体系带着便利，该振荡仪在规划选型上挑选功用可以满意测验要求且质量又轻的硬件，比方收集设备挑选质量与体积都比较小的CompactRIO。整个体系体积小，分量轻(大约11Kg)，便利带着。
上位机选用军用笔记本，自身具有防雨淋的功用。别的，笔记本拖架也进行了防雨淋的规划，在其左边开有凹槽，接口以及电扇出风口悉数安装在凹槽里，能有用避免雨淋，适用于雨天作业，接口面板如图2所示。
图2 接口面板阐明
此外，装设备箱体选用军用箱体，坚固耐用，可以有用保护箱体内的设备不受损害。
体系扩展性
体系可以直接经过插拔来添加或削减FPGA硬件，可以依据用户的要求添加离线剖析算法，便利添加体系功用。
在规划中，将功用比较会集、运用次数较多的程序规划成模块，各模块之间耦合性小，使得体系易于保护，哪部分出问题就查看特定的模块。体系易于扩展，可以在体系中添加其他模块以扩展体系的功用。别的，CompactRIO硬件分为Host与FPGA模块，为了完成FPGA设备的可扩展性，经过一次性将一切或许存在的板卡的端口读取都编写到程序中，然后依据Host下获取的板卡信息读取相应板卡的数据，满意板卡增减的要求。
本体系分为上位机软件与下位机软件，上位机软件又分为TCP/IP模块、体系装备模块、数据处理模块以及存储模块。下位机软件分为TCP/IP模块、Order manage模块以及数据收集模块。
下位机软件可以进行2路转速信号以及4路振荡信号的测验。其间，TCP/IP模块担任与上位机通讯，接纳并处理上位机的指令、将运转情况或收集来的数据发送给上位机；Order manage模块担任接纳TCP/IP线程接纳的指令，向TCP线程回来情况信息，并驱动收集模块收集数据；收集模块装备收集参数，收集数据并向Order manage模块回来收集数据。
上位机软件中，TCP/IP模块担任与下位机进行通讯，向下位机发送指令并接纳下位机回来来的情况以及收集数据；体系装备模块担任收集通道挑选、通道逻辑称号的命名、波形色彩的设置、标定系数以及通道阈值的设定；数据处理模块是整个软件的中心部分，可将收集到的数据进行实时在线剖析以及离线剖析；存储模块担任对离线剖析的数据进行存储。
体系可靠性
体系规划理论MTBF目标(均匀无毛病时间)约为3500小时， MTTR目标(体系均匀修正时间)小于等于30分钟。为完成这一目标，首先在硬件挑选上留意每个硬件的MTBF目标，然后经过理论核算确保整个体系的MTBF目标可以满意规划要求，别的，在笔记本拖架上装有排电扇，规划有进风口与排风口，可以及时将CRIO与电源产生的热量排出，确保仪器的正常运用；其次，在振荡仪的操作阐明书中给出了笔记本不作业、信号波形不显现、信号波形显现为噪声以及软件毛病确诊办法流程图，可以确保MTTR目标在30分钟以内。
体系灵敏性
从数据文件中敏捷找到反常数据是规划的重中之重。本体系规划了三种办法，分别是阅读数据波形、重放振荡声响以及经过报警记载来查找数据。
阅读波形数据类似于Media Player中拖动游标阅读影片，当用鼠标拖动如图3所示的游标时，体系会读取相应时间段的波形显现在波形图中。
图3 阅读数据波形界面
重放振荡声响把每个通道特定时间段的振荡数据经过声响进行播映，经过听觉判别该段数据是否存在反常。
经过报警记载可以调用体系记载下来的振荡产生反常的时间，然后将该时间键入阅读波形界面中的开端时间，读取呈现反常时间的数据，并进行有针对性的剖析。
剖析才能
该体系具有专业的剖析才能。规划的在线剖析算法有振荡信号与转速信号时域波形的显现、振荡信号的最大值核算等。在线剖析需求运算速度快，且要快于收集速度，削减特点节点及寄存器的运用可以满意条件。
离线剖析可将保存的数据调出进行愈加具体专业的剖析，如时域波形最大值、有用值核算，轴心轨道剖析等。离线算法对运算速度的要求不高，可以依据用户添加算法，比方阶次剖析与轴心轨道剖析。
阶次剖析可以依据收集到的转速信号与振荡信号进行阶次剖析核算，找到振荡信号与转速信号之间的对应联系，然后可以比较精确地找到毛病的原因与方位。
轴心轨道剖析形象直观地反响了转子的实践运动情况，包含了丰厚的旋转机械毛病信息。本体系经过收集的两路垂直于轴心的振荡信号以及转子的方向核算轴心轨道。
结语
本文所规划的便携式振荡仪中，下位机收集模块选用体积与分量较小的CompactRIO，上位机选用坚固耐用的军用笔记本，外壳选用军用箱体，防振防摔，对外接口部分也进行了防雨淋规划，使得该仪器可以习惯野外以及条件恶劣环境下进行的测验。别的，软件规划也充分考虑了用户对测验体系可靠性、扩展性和灵敏性等的需求，能有用测验出发动机是否存在反常，并可以协助操作者判别反常的原因。
