1.一种回转窑轴线平行度无线测量装置,其特征在于:包括控制系统安装部和测量目标结合部;
所述控制系统安装部包括圆柱形的壳体,所述壳体内部设有控制系统,所述壳体一端设有人机交互模块,另一端设有锁紧机构的楔槽;
所述测量目标结合部为圆柱体,其一端设有锁紧机构的楔块,另一端设有耐高温磁铁;
所述控制系统安装部与测量目标结合部通过锁紧机构进行可拆卸连接,且所述控制系统安装部与测量目标结合部的轴心为同一直线;
所述控制系统包括控制器、采集模块、无线传输模块、存储模块和电源模块,所述控制器用于每隔一个测量周期发送唤醒信号至采集模块,对与水平线的夹角数据进行测量;所述控制器还用于对测量的角度数据进行评估,生成测量策略发送至采集模块,获取倾角信息、预警信号以及唤醒信号;所述无线传输模块用于与上位机通信,所述控制器将倾角信息、预警信号以及内部电源信息通过无线传输模块发送给上位机;所述存储模块用于存储通信模块未发送的信息;所述上位机将接收到的数据通过图表形式呈现;所述电源模块用于给控制器、无线传输模块、存储模块、通信模块供电,还用于在外部电源失电后生成内部电源信息,通过通信模块发送给上位机;
所述人机交互模块包括与所述控制器连接的显示模块、操作模块和开关,所述显示模块用于显示当前测量的数据信息、装置运行时间以及电池电量;所述操作模块用于对控制模块进行手动控制,所述开关用于管理控制系统的电源;
所述回转窑轴线平行度无线测量装置的测量步骤如下:
S1:将测量装置与待测物轴面连接,测量装置轴向方向与待测物的轴向方向相同,初始化测量装置,对串口的通讯协议进行设置;
S2:测量装置中的角度传感器对待测物的倾斜度数据进行采集并处理,通过无线传输模块传输给上位机;
S3:上位机接收到倾斜度数据后保存在相应的文件之中;
S4:上位机将采集到的倾斜度数据分别通过文本和坐标曲线图的方式进行显示;
S5:上位机中发出停止指令,暂停采集;
所述测量装置通过变分模态分解算法对倾斜度数据进行处理,具体包括:S21:对变分模态分解算法参数进行设置,得到多个IMFs分量;
S22:明确变分模态分解算法经过从约束变分问题有效转化为无约束变分问题之后的公式:式中,f(t)为要分解的原始信号,δ(t)为狄拉克分布,t表示时间脚本,*表示卷积算子,α为二次惩罚因子,λ为拉格朗日乘法算子;uk和ωk分别表示第K个IMF和相应的中心频率,{uk}代表IMFs的集合{u1,u2,...,uk}和ωk表示IMFs的中心频率的集合{ω1,ω2,...,ωk},K为IMFs的总数,具有高阶K的IMFs为低频分量;
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S23:初始化模态函数 中心频率 和拉格朗日乘法算子λ,同时使n=0,并设定n=n+1,执行循环;
S24:不断更新 和ωk:
S25:当模态数目k=k+1时,执行步骤S24,当k达到设定值时直接结束,若未结束则根据以下公式不断更新λ:其中τ为更新参数,将其设置为0可提高保真度;
S26:重复步骤S24‑25,在满足以下的情况下停止循环并输出结果:其中ε为预设阈值;
S27:最终得到K层IMFs分量,将此K层IMFs分量与原始信号序列进行Pearson相关系数的计算,具体公式如下:Pearson相关系数取值范围在[‑1,+1],负数代表负相关,正数代表正相关,0则代表不存在相关关系;相关系数越接近0,相关关系越弱;越接近‑1或+1,相关关系越强。
2.根据权利要求1所述的回转窑轴线平行度无线测量装置,其特征在于:所述控制系统通过铜柱固定在控制电路安装部的壳体内,并通过气凝胶填充控制电路板与壳体间的空隙。
3.根据权利要求1所述的回转窑轴线平行度无线测量装置,其特征在于:所述电源模块包括电源管理芯片,所述电源管理芯片用于将供电电压进行升压,并带有电池电量显示功能。
4.根据权利要求1所述的回转窑轴线平行度无线测量装置,其特征在于:所述无线传输模块为LoRa模块或蓝牙模块。
5.根据权利要求1所述的回转窑轴线平行度无线测量装置,其特征在于:所述壳体侧方还设有操作把手。