为确保设备能够健康正常地运行，在线检测手段必须是实时有效的。工程中使用最多的无损检测手段是振动信号检测，但有效的振动信号本身的频率较低，振动检测无法用于检测旋转机械的碰撞、摩擦故障，。利用声发射检测技术可以采集得到高频的有效信号，但若是低频冲击信号太强，远高于有效信号幅值时，声发射也不能用于碰撞、摩擦的检测。设备在碰撞、摩擦时产生的应力波信号，频率远高于低频的噪声信号，易于分离有效信号与噪声信号，理论上基于应力波的检测技术可以用于旋转机械的碰撞、摩擦检测。 本文旨在设计一套应力波检测系统来验证应力波检测旋转机械的碰撞、摩擦信号的可行性。应力波信号通常在较高的频段，为了在源头就减弱低频振动噪声的影响，使用中心频率在20-65kHz的新型应力波传感器采集信号。得到的原始模拟信号经过放大及低频滤波的初步处理后，将模拟信号进行AD转换。为了能够采集到传感器的中心频率信号，AD的采样率为1MHz，数据位数为16bit，精度为0.125mV。使用ZYNQ主控芯片对数字信号进行采集、处理、传输及存储等操作。为了消除数字信号的高频噪声，在ZYNQ的PL端硬件实现了Mallat算法分解原始信号，计算信号的噪声标准方差得到全局阈值，再使用软阈值函数对分解系数进行阈值处理，重构处理后的系数得到消除高频噪声的信号，在硬件终端就实现了小波降噪处理。借助FPGA的高并行优点，边缘计算的处理数据方式极大地解放了上位机的算力。处理后的数据经过以太网UDP协议传输到上位机，进行数据显示、存储及二次处理。整套采集系统有8个并行同步采集通道，多通道可以减少大型设备的漏检，二次处理时可以通过算法对应力波源定位。 完成所有设计，搭建实验平台验证应力波信号检测的可行性。采集正常齿轮的行星齿轮箱及断齿齿轮的行星齿轮箱产生的振动信号和应力波信号。齿轮在啮合时由于碰撞摩擦会产生振动信号与应力波信号。啮合产生的振动信号与其他的振动信号混杂在一起，振动信号不能体现出正常齿轮的啮合状态；而应力波信号能够很好地展现出齿轮的啮合。断齿齿轮在啮合时会产生幅值远大于正常齿轮的应力波信号，可以以此检测出有故障的齿轮，而断齿齿轮的振动信号仍然无法区分出有效信号与噪声信号。
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