一种利用能量采集器实现节能故障检测的新型架构

当前用于振动监测的电池供电故障检测系统寿命相当有限。这是因为振动监测所需的高频采样（通常为几十千赫兹）导致模数转换器（ADC）和无线传输的能耗都很高。本文提出了一种新型故障检测架构，可以显著降低ADC和无线传输的能耗。新架构的灵感来源于一个观察：为故障检测收集的数万个数据样本最终被转化为少量特征。如果我们能够在不进行高频采样的情况下直接生成这些特征，那么就可以避免ADC和无线传输的能耗。我们建议使用压电能量采集器（可以设计成具有不同的频率响应）和积分器以节能的方式获得这些特征。通过使用公开的滚动轴承故障检测数据集（原始采样率为51.2kHz）和压电能量采集器模型，我们能够生成特征，当以0.33Hz采样时，故障检测准确率达到89%，同时将采样需求降低了4个数量级。