机电设备状态监测震动和噪声检测

1、机电设备形状监测与缺点诊断机电设备形状监测与缺点诊断现实生活和工业过程中恶性事故时有发生转子事故机电设备形状监测与缺点诊断现实生活和工业过程中恶性事故时有发生透平机械事故机电设备形状监测与缺点诊断现实生活和工业过程中恶性事故时有发生 水轮机事故机电设备形状监测与缺点诊断现实生活和工业过程中恶性事故时有发生美国哥伦比亚号载人航天飞机失事机电设备形状监测与缺点诊断现实生活和工业过程中恶性事故时有发生断裂部位三峡塔带机断裂事故 2002年9月3日我国因机械设备事故呵斥的损失非常严重1985年10月29日山西大同第二电厂20万千瓦2号机组因超速诱发轴系剧烈振动，轴系断裂为五段，机组严重损坏，直接经济损

2、失达1400万元；1998年2月12日陕西秦岭电厂20万千瓦5号机组轴系发生突发性剧烈振动，轴系断裂为十三段，机组严重损毁，直接经济损失达3000万元；对石化引进30万吨合成氨和40万吨尿素化肥厂中的五大透平紧缩机组的初步伐查结果阐明，仅1987年和1998年的两年的不完全统计，机械事故就高达一百多次，蒙受经济损失约有几个亿机电设备形状监测与缺点诊断 对关键设备进展形状监测和缺点诊断可以提高设备的可靠性，实现 “事后维修到 “预知维修的转变，提高企业和设备的管理程度，保证产品的质量，防止艰苦事故的发生，降低事故危害性，从而获得潜在的宏大经济效益和社会效益。机电设备缺点诊断的意义： 日本运用缺点

3、诊断技术后，事故发生率减少75%，维修费用降低2550。英国对2000个国营工厂的调查阐明，采用形状监测和缺点诊断技术后，每年可节省维修费用3亿英镑，而缺点诊断系统的本钱为0.5亿英镑。机电设备形状监测与缺点诊断国外诊断技术的开展概略： 美国最早，1967年美国宇航局倡导成立了机械缺点预防小组“MFPG 70年代英国机械保健中心成立，并用于核发电、钢铁、电力等诊断。 71年日本开场开展本人的TPM全员消费维修：钢铁、石油、化工、铁路 进而欧美许多国家都在注重开展。如瑞典SPM轴承监测、挪威船舶诊断、丹麦B&K的振动与声发射诊断美国Pekrul电厂缺点诊断效益分析机械量:长度,位移,速度, 加速

4、度,旋转角,转数, 分量,力,压力, 真空度,力矩,风速, 流速,流量,振动;声: 声压,噪声磁: 磁通,磁场温度: 温度,热量,比热振动丈量机电设备形状监测与缺点诊断形状监测与缺点诊断系统:离线监测与缺点诊断 定期或不定期的巡检的方式采集现场数据，然后回放到计算机，由计算机软件进展监测与诊断分析。 特点：离线分析，对突发缺点无能为力，但可精细分析 例如：基于便携式数采仪的缺点诊断与预测维修系统 天 津大学机电科技中心机电设备形状监测与缺点诊断形状监测与缺点诊断系统：离线监测与缺点诊断在线监测与缺点诊断 由传感器及高速实时数采硬件、控制计算机及监测分析软件组成。 特点：在线监测，可以给出设备的

5、当前形状，捕捉突发缺点并进展精细分析。 例如：在线缺点诊断与自动报警系统 天 津大学机电科技中心机电设备形状监测与缺点诊断形状监测与缺点诊断系统：机电设备形状监测与缺点诊断形状监测与缺点诊断系统：在线监测与缺点诊断机床电源计算机监控箱记录、文件机电设备形状监测与缺点诊断形状监测与缺点诊断系统：在线监测与缺点诊断机电设备形状监测与缺点诊断形状监测与缺点诊断系统：前瞻性的缺点诊断方式： 以网络技术和计算机技术为根底，开发出主从分布式网络化集成在线监控与诊断系统。 特点：充分发掘和发扬网络信息交换、资源共享的优点，充分利用科研院所的专家资源，实现“挪动的是数据而不是人，在网络层面上实现缺点信息的发掘

6、和缺点类型确实诊。 例如：中国设备远程诊断网 chnpfd 天津大学机电科技中心形状监测与缺点诊断系统：。.信号调理信号调理信号调理机组机组现场工控机.信号调理信号调理信号调理机组机组现场工控机。.信号调理信号调理信号调理机组机组现场工控机远程计算机局域网多机组网络化实时监测方式机电设备形状监测与缺点诊断机电设备形状监测与缺点诊断 设备形状监测与缺点诊断主要包括如下几个环节：机电设备形状信息的获取形状特征的提取形状判别与决策测取的信号应能反映设备的形状与缺点信息，详细包括：振动、声、力、温度、超声、油污染、锈蚀、转速、扭矩、功率、电流、电压等。其中：振动信号最常用，方法成熟，信息量大；声信号采

7、用非接触丈量，测取方便，信息量大，但容易受干扰方法：以振动丈量为例，可以测：加速度、速度、位移。通常采用加速度传感器。机电设备形状监测与缺点诊断一、形状信息的获取压电加速度传感器 加速度传感器输出的电荷量与振动加速度成正比。传感器必需与前置电压放大器、电荷放大器或丈量放大器配用。直接放大可测加速度，经过一次积分可测速度，经过二次积分可测位移。 加速度传感器普通具有很高的固有频率，适于丈量高频振动或设备振动中的高频成分。例如齿轮箱的捏合频率、滚动轴承的特征频率等。 加速度传感器丈量的是被测物体的绝对振动。机电设备形状监测与缺点诊断一、形状信息的获取速度传感器 速度传感器固定在被测物体上，物体振动

8、时，传感器输出的电量与振动速度成正比。经过一次积分可测位移，经过一次微分可测加速度。 速度传感器丈量的是被测物体的绝对振动。 速度传感器的频响范围较加速度低一些，不适宜丈量太高频率的振动。振幅：MM速度：mm/S加速度：M/S2详细采用哪个档位要根据频率来选择。5000HZ以上的建议选用加速度。1KHZ左右选用速度振幅100以下的选用。这样才干丈量的比较准确。机电设备形状监测与缺点诊断一、形状信息的获取电涡流式位移传感器 涡流传感器属于非接触式传感器一类，在旋转机械中运用最多。可以用来监测转子系统的运动形状，例如转子的径向振动、轴向振动、轴心轨迹、轴心位置、油膜厚度、转子转速等信息。 涡流传感

9、器丈量的是被测物体与传感器探头端面之间的间隔。涡流式传感器原理:涡流效应。块状金属置于变化着的磁场中或者在固定磁场中运动时，金属体内就要产生感应电流，这种电流的流线在金属体内是闭合的所以叫做涡流。 5.19电涡流作用原理图 5.20电涡流传感器构造图5.21电涡流传感器系统 5.22稳频调幅检波式线路原理图一、形状信息的获取机电设备形状监测与缺点诊断t0t0t0模拟信号离散量化 传感器输出的信号普通都是诸如电压、电荷、电阻变化值、电容变化值等模拟信号，在利用计算机对其进展处置之前必需对其进展离散量化成数字信号。模拟信号到数字信号转换的过程如以下图所示。模拟信号的采集机电设备形状监测与缺点诊断二

10、、形状特征的提取信号处置 信号处置的方法：时域分析、幅值域分析、频域分析、时频分析等 信号处置的目的：采用各种技术和手段发掘信号中内含的本质，即信息。详细到机电设备形状监测和缺点诊断中就是提取设备相关信号包括振动、声音、温度、压力等的特征，对设备当前形状作出准确的评价和预测，对已发生的缺点进展确诊，提出正确的维建筑议。机电设备形状监测与缺点诊断三、机电设备缺点诊断方法转轴组件的缺点诊断 转轴组件是机器中主要的装配单元。它的振动类型可分为径向振动、轴向振动和改动振动三类。其中径向振动对机器运转的影响最大，成了振动监测的主要对象。 回转机械中的振动可分为两种方式，其一是同步振动，又称为强迫振动，主

11、要由转子的不平衡、联轴器的不对中、安装不良等引起的。其振动频率为转子的回转频率及其倍频；振动的幅值在转子的临界转速前随着转速的添加而增大；超越临界转速，那么随转速的添加而减小。 对转子进展动平衡处置，可以有效减轻和抑制这种振动。机电设备形状监测与缺点诊断四、在线监测与缺点诊断系统系统方案上海吴中泵站水泵单机组在线监测数据发掘的运用过程测试数据缺点数据Data Mining评价更新XX缺点机 器现场数据分类规那么现场评判机电设备形状监测与缺点诊断四、在线监测与缺点诊断系统硬件方案工 控 计 算 机A/D变换器采样坚持抗混滤波增益控制调 理 器预处置器数据采集器ICP集成压电传感器轴承数据库前往频

12、谱分析前往 下一页小波分析前往 下一页谱阵分析前往 下一页包络分析前往 下一页在线监测实施效果前往 下一页(传统)信号处置结果例如现场监测图1前往 下一页现场监测图2前往 下一页现场监测图3前往 下一页现场监测图4前往由于安装导致信号干扰的要素：交叉干扰；探头安装不合理；探头固定刚度缺乏；前置器输入或输出接头松动。 对33003500系列，A不小于25mm；对7200系列，A不小于40mm。小于这个最小尺寸，容易产生交叉巧合干扰。在国产DH型风机上安装传感器时，由于轴径纵向长度太短，同时安装键相传感器时就会发生这种干扰，表现为正常振动信号上叠加了脉冲信号，使得监测仪表读数偏大，经常出现报警黄灯

13、甚至危险红灯。机电设备形状监测与缺点诊断也称为机械缺点巡检系统，通常由传感器、便携式数据采集器和计算机软件组成采用定期巡回检测和离线分析的方式任务适宜于对工厂中量大面广的中、小型机械设备，尤其是那些尚无固定监测点的机器进展定期的形状监测与缺点诊断便携式震动检测仪表示振动的四大要素：振幅、频率、相位和能量 1、振幅：代表振动的大小与设备或机械组件损坏的严重程度。 2、振幅的单位有：位移值mm、速度值mm/sec、加速度值g 3、频率：代表振动的来源，设备或机械组件损坏的缘由。 频率的单位有：每秒发生次数Hz或CPS、每分钟发生次数CPM 4、相位：代表测点间振动的相互关系，设备或机械组件的运转模

14、态。 相位的单位为：度o 电动机的振动值的规范是有国家规范的GB10068-2000是现行的对中心高在56mm以上电动机的定义 传感器种类频响特性测量适用范围优 点缺 点电涡流传感器05000HZ或010000HZ转轴相对振动轴心轨迹轴承油膜厚度轴位移和胀差转速和相位非接触测量测量范围宽灵敏度高抗干扰能力强不受介质影响结构简单对被测材料敏感存在机械偏差和电气偏差的可能及影响安装较复杂速度传感器10500HZ或101000HZ轴承座的绝对振动不需电源,简单方便,灵敏度高输出信号大、输出阻抗低、电气性能稳定性好，不受外部噪声干扰动态范围有限尺寸和重量大弹簧件易失效受高温影响大加速度传感器0.210

15、000HZ或更高轴承座的绝对振动频响范围宽体积小、重量轻灵敏度高不易在高温环境下使用装配困难、成品率低机电设备形状监测与缺点诊断机电设备形状监测与缺点诊断五、相关研讨成果便携式缺点诊断分析仪 TD2000系列便携式缺点诊断分析仪采用高性能计算机和高速数据采集卡，具有抗振性好、抗干扰才干强、携带方便等优点，特别运用于野外作业及恶劣工况条件下进展缺点诊断与形状分析。 机电设备形状监测与缺点诊断五、相关研讨成果嵌入式便携缺点诊断分析仪 嵌入式便携缺点诊断与预测维修系统是由天津大学机电科技中心开发的，该系统提供了一整套运用于关键设备的形状监测、缺点诊断与预测维修的集成处理方案。系统可以实现关键设备的在线采集、缺点诊断、形状预测，并与工厂的设备管理系统无缝集成，从而充分满足关键设备的巡检、点检的需求。 机电设备形状监测与缺点诊断五、相关研讨成果便携式缺点诊断分析仪 基于笔记本和USB接口的TD2000B型缺点诊断分析仪具有热插拔、携带方便、不需外界电源供电、便于维修等优点，强大的软件功能使得该系统可满足各种工况下的设备监测与缺点分析。 常用的噪声监测技术：声场可视化方法近场声全息NAH传统方法基于边