在工业生产、交通运输等领域,设备在运行时会产生大量的振动信号,对振动信号加以采集和分析实现对设备的状态监测,对于提高生产效率、减少安全事故有重大意义。但基于振动信号的检测方法很难发现设备在长期工作和运行下产生的裂缝裂纹扩张等早期故障,而声发射技术对材料形变的敏感弥补了振动检测的缺陷。本研究针对单一振动信号或声发射信号检测的不足,结合振动检测和声发射检测,设计了复合型振动声发射信号采集系统。主要包括以下研究内容:设计并实现了基于振动和声发射的复合型振动声发射信号采集系统。系统以基于运算放大器的滤波放大电路和基于现场可编程门阵列的采集传输电路为基础,结合对振动声发射信号进行数据显示和管理功能的复合型振动声发射信号监测平台,实现对设备运行时振动信号和声发射信号的同时采集、分析、诊断对比功能。具体研究了以下问题:针对振动声发射信号频率特性不一致的问题,设计了针对振动信号和声发射信号的调理采集电路,搭建基于运算放大器的多级放大电路对信号进行电荷转换和滤波放大,使用现场可编程门阵列作为控制芯片进行采集传输控制,实现对振动声发射信号的调理采集和传输。针对声发射信号数据量大导致在传输后处理存在延迟的问题,设计了基于现场可编程门阵列的时频域特征分析,利用现场可编程门阵列并行计算的特点在设备硬件对振动声发射信号进行时频域同步分析,实现对设备振动声发射信号的同步分析与传输。针对监测软件缺少对设备振动和声发射信号进行同步监测和对比分析的问题,设计了复合型振动声发射信号监测平台,包含数据通信、可视化界面、数据管理等功能,并设计了振动、声发射、振动-声发射诊断对比界面,实现了振动声发射信号实时显示、历史数据查询与导出和诊断对比功能。最后搭建了齿轮箱故障实验平台,对设计的复合型振动声发射信号采集系统进行功能测试,采集不同转速下声振数据,验证了系统同步采集与传输功能;进行断铅实验对齿轮断裂过程进行模拟,验证了系统同步分析与断裂检测功能;进行基于振动、声发射、振动-声发射的故障检测分析对比实验,结果表明基于振动-声发射的复合检测相较于传统的振动检测和声发射检测有着更高的准确率。