為了保證本系統(tǒng)的測試精度、準確性、靈活性和可維修性，在硬件上，振動信號的采集用了中泰PC6310數(shù)據(jù)采集卡，軟件上用VC++6.0進行開發(fā)。

1、硬件設計

1）加速度傳感器

本系統(tǒng)中加速度傳感器是把被測風機的振動加速度準確無誤地接受下來，進而將此加速度轉(zhuǎn)換成電信號輸出，實現(xiàn)機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換。

2）數(shù)據(jù)采集工具

本系統(tǒng)不僅需要實現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)采集，而且需要實時處理大量數(shù)據(jù)，這就要求系統(tǒng)硬件的采集模塊和現(xiàn)場工控機具有很髙的性能。而中泰PC6310數(shù)據(jù)采集卡完全適合多通道高速率在線監(jiān)測系統(tǒng)。振動信號由加速度傳感器采集，通過電荷放大器進行穩(wěn)壓放大處理，進而通過增益來調(diào)整提髙A/D轉(zhuǎn)換精度。對于振動信號則通過兩次積分得到振動位移。本系統(tǒng)單機組的硬件構(gòu)成見圖1。

2、軟件設計

本系統(tǒng)設計中程序編寫所采用的是VisualC++6.0。VisualC++是美國微軟公司推出的基于C/C++的可視化的集成開發(fā)工具。其開發(fā)出來的應用程序執(zhí)行效率高，并且微軟公司提供了對VC++的大力支持，因此用VisualC++開發(fā)Windows應用程序可謂得天獨厚。數(shù)據(jù)處理流程見圖2。

1）數(shù)據(jù)采集與預處理

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是用數(shù)據(jù)采集卡的庫函數(shù)完成的。同時，采集到的數(shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換也是通過庫函數(shù)來實現(xiàn)的，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存放于緩存區(qū)。本系統(tǒng)程序中的緩存區(qū)是由結(jié)構(gòu)體鏈表構(gòu)成的。所謂鏈表就是動態(tài)地進行存儲分配的一種結(jié)構(gòu)，它的特點是可以根據(jù)需要來開辟內(nèi)存單元，進而避免內(nèi)存的浪費。

此程序設計中采用“只供單個進程的線程使用，這樣可以保證在任何時候只有一個線程訪問某項資源”的臨界區(qū)同步對象來解決線程同步問題。這里需要注意的是：通過鏈表取數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)的獲取程序與其他數(shù)據(jù)處理程序間有可能會因為同時要求某項資源，從而造成資源競爭的線程同步問題。

九洲風機廠對于數(shù)據(jù)的預處理簡單介紹3個：

(1)剔點：對采集產(chǎn)生的異常點（如電磁干擾產(chǎn)生的)要剔除。首先求出均值，再與測量數(shù)據(jù)相減；然后求出采樣值方差，按照統(tǒng)計概率理論，將偏差大于3個方差的異常點給予剔除。

(2)二次積分：因為振動信號是加速度信號，只有經(jīng)過二次積分才能得到振動位移值。

(3)線性濾波：采集到的振動信號一般都包含噪聲干擾，通過濾波可以抑制干擾故障信號的那部分頻率成分。

2）數(shù)據(jù)存儲

因為本系統(tǒng)是不間斷的監(jiān)測，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量比較大，用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)會導致數(shù)據(jù)的記錄數(shù)太多，也不利于數(shù)據(jù)的檢索，所以大量數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)文件的形式來保存。另外把監(jiān)測的多點信號數(shù)據(jù)暫存于數(shù)組，然后再由數(shù)組寫入文件，這樣由于監(jiān)測的周期比較短，頻繁的寫文件將會影響到系統(tǒng)的實時性，況且會出現(xiàn)異常操作。所以本系統(tǒng)在此采用有許多成員函數(shù)的MFC的數(shù)組類.CArray，它可以動態(tài)的改變數(shù)組的大小，這樣用此暫存監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅可以避免頻繁的寫文件，還可以節(jié)約內(nèi)存。