一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，包括加速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)；所述的加速度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器分別通過數(shù)據(jù)線經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡連接到PC機(jī)上。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)速度、加速度信號(hào)的同步采集，能夠在PC機(jī)上實(shí)時(shí)顯示壓縮機(jī)測點(diǎn)的轉(zhuǎn)速，以及軸向和徑向兩個(gè)相互垂直方向的振動(dòng)加速度信息，得到時(shí)域波形、頻域分析等圖譜，形成診斷報(bào)告。并且，通過對(duì)壓縮機(jī)六個(gè)測點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行分析，能夠更加準(zhǔn)確的獲得其運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，從而更有利于診斷其是否出現(xiàn)故障以及判別故障類型。能夠判斷出很多螺桿壓縮機(jī)故障信息類型，本實(shí)用新型能夠多方面的進(jìn)行檢測分析。
【專利說明】
一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種螺桿壓縮機(jī)，特別是一種螺桿壓縮機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 螺桿式壓縮機(jī)又稱為螺桿壓縮機(jī)，屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械。其由一對(duì)平行、互相嚙合的陰、 陽螺桿構(gòu)成，均具有凹形齒，兩者相互反向旋轉(zhuǎn)，是回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種。常 見的產(chǎn)品有螺桿式空氣壓縮機(jī)、螺桿式制冷壓縮機(jī)及螺桿式工藝壓縮機(jī)。早在20世紀(jì)50年 代，就有了噴油螺桿壓縮機(jī)，當(dāng)時(shí)被應(yīng)用在制冷裝置上。螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，易損器件少， 能夠在較大的壓力差或壓力比的狀況下工作，排氣溫度低，對(duì)制冷劑中含有的大量的潤滑 油不敏感，具有良好的輸氣調(diào)節(jié)特性，能夠被廣泛的應(yīng)用在冷凍、冷藏、空調(diào)和化工工藝等 制冷裝置上。由于其在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，也因此得到了快速的發(fā)展。
[0003] 由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化程度也隨之越來越高，先進(jìn)的設(shè)備采用了 大量的高新技術(shù)，因此，對(duì)這些設(shè)備的安全性和可靠性則具有嚴(yán)格的要求。隨之，對(duì)此類大 型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測與診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。故障診斷技術(shù)與當(dāng)代最新的傳感技術(shù)、最新 的信號(hào)處理技術(shù)、非線性原理和方法的相互融合，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用密切結(jié)合，從 而促進(jìn)了監(jiān)測與診斷的飛速發(fā)展。自60年代以來，國內(nèi)外對(duì)此類技術(shù)的研究也取得了一定 的成績。比較有名的例如丹麥B&K公司研發(fā)的2500系統(tǒng)和3540系統(tǒng)、美國BENTLY公司研發(fā)的 ADRE系統(tǒng)、美國WHEC系統(tǒng)、日本三菱MHM系統(tǒng)以及意大利的SMAV監(jiān)測系統(tǒng)。并且已為國內(nèi)企 業(yè)例如寶鋼、渤海油田、大連石化等配備了大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)。在國內(nèi)，此類監(jiān)測 技術(shù)的發(fā)展起步于80年代中期，雖然晚于其他國家，但是發(fā)展迅速。目前已經(jīng)開發(fā)出一系列 監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，例如"20萬千瓦的汽車發(fā)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)2HX-10"、 "汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組診斷系統(tǒng)"等。
[0004] 此類監(jiān)測與診斷技術(shù)的發(fā)展，能夠避免一些不必要的經(jīng)濟(jì)損失和惡性事件的發(fā) 生，從而降低機(jī)器的故障發(fā)生率，減少維修費(fèi)用和維修周期，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。 因此，這種監(jiān)測和診斷機(jī)制對(duì)機(jī)械設(shè)備的安全性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)效益的提高就有了很大 的意義。
[0005] 目前可用于壓縮機(jī)類的旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的技術(shù)方案主要有以 下幾種：
[0006] 1、采用單片機(jī)芯片與以太網(wǎng)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。主要是采用多個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)分別 對(duì)振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行采集，通過RS-232連接到上位機(jī)，以計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)進(jìn)行分 析處理。
[0007] 2、在1992年，正式給用戶使用的丹麥B&K3540系統(tǒng)，既可以在線監(jiān)測，也可以進(jìn)行 離線監(jiān)測。在線監(jiān)測過程中，振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測儀2520將在線實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到振動(dòng)中心 工作站，二者可通過RS-232、局域網(wǎng)或電話線進(jìn)行連接;在離線監(jiān)測時(shí)，采用B&K便攜式數(shù)據(jù) 采集儀，把采集到的數(shù)據(jù)收回至工作站。在該系統(tǒng)中，所有的分析過程均在上位機(jī)實(shí)現(xiàn)，下 位機(jī)主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集。
[0008] 3、中國浙江大學(xué)監(jiān)測技術(shù)與智能儀器研究所研發(fā)的CMD-3系統(tǒng)，通過RS-232將上 位機(jī)與前置機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。前置機(jī)的組成是一個(gè)主從計(jì)算機(jī)式的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 主要完成數(shù)據(jù)的采集和部分監(jiān)測，一分鐘采集一次參數(shù)和振動(dòng)波形數(shù)據(jù)，能夠獨(dú)立工作，并 且在上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)存在的問題如下：
[0010] 1、采用單片機(jī)和以太網(wǎng)結(jié)合的方案，由于采用傳統(tǒng)的單片機(jī)芯片，導(dǎo)致系統(tǒng)只能 實(shí)現(xiàn)一些簡單數(shù)字信號(hào)處理和控制。又因?yàn)閱纹瑱C(jī)總線結(jié)構(gòu)較為簡單和處理能力較弱的制 約，導(dǎo)致單片機(jī)不能滿足系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜度和實(shí)時(shí)性的要求，同時(shí)也不利于大量的數(shù)字信號(hào)處 理和系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行。
[0011] 2、大多數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量時(shí)常受到制約。 數(shù)據(jù)采集過程中并行采集多路數(shù)據(jù)信息也很重要，它對(duì)故障的診斷有著重要的意義，然而 很多系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)的采集。大多數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件保存部分不完善，后期查 詢故障時(shí)很難進(jìn)行故障分析。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與 故障診斷系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)以下目的：
[0013] 1、螺桿壓縮機(jī)傳輸信號(hào)為模擬信號(hào)，需要轉(zhuǎn)換成數(shù)字或脈沖信號(hào)進(jìn)行采集分析；
[0014] 2、需要同時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速信息以及軸向和徑向方向上的振動(dòng)信息。 因此，需要設(shè)計(jì)多通道并行采集，使其能夠?qū)嚎s機(jī)運(yùn)行時(shí)待測點(diǎn)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)軸兩個(gè)方向 上的振動(dòng)信息進(jìn)行采集。3、可以獲取足夠的壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，為多方面、多角度分析判 斷壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，在遠(yuǎn)程PC機(jī)上能夠?qū)崟r(shí)地、動(dòng)態(tài)地顯示現(xiàn)場螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行情況和 各路傳感器采集信號(hào)的圖形顯示提供了可能；
[0015] 4、可以獲取壓縮機(jī)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，使得后期可查詢歷史數(shù)據(jù)。
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0017] -種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，包括加速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)據(jù) 采集卡和PC機(jī);所述的加速度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器分別通過數(shù)據(jù)線經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡連接到PC 機(jī)上。
[0018] 所述的加速度傳感器有兩個(gè)，分別安裝在測點(diǎn)處的同一個(gè)橫截面位置的外殼上， 一個(gè)測軸向方向的振動(dòng)加速度，另一個(gè)測徑向方向的振動(dòng)加速度;所述的轉(zhuǎn)速傳感器安裝 在電機(jī)轉(zhuǎn)軸末端外側(cè)，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸末端設(shè)置一個(gè)圓盤，且轉(zhuǎn)速傳感器激光發(fā)射點(diǎn)與圓 盤的圓心在同一水平線上，二者之間的距離為10~20cm，轉(zhuǎn)速傳感器激光光束對(duì)準(zhǔn)圓盤的 平面。
[0019] 進(jìn)一步地，所述的PC機(jī)為安裝有螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和故障分析系統(tǒng)的PC 機(jī)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述的加速度傳感器為CT1005L ICP/IEPE壓電加速度傳感器。
[0021 ] 進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)速傳感器為SZGB-7型光電轉(zhuǎn)速傳感器。
[0022]進(jìn)一步地，所述的數(shù)據(jù)采集卡為NI 9234數(shù)據(jù)采集卡。
[0023] 進(jìn)一步地，所述的圓盤為環(huán)形圓盤，環(huán)形圓盤的外圓弧上設(shè)置凹槽。
[0024] 進(jìn)一步地，所述的加速度傳感器通過強(qiáng)磁底座安裝到測點(diǎn)處。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
[0026] 1、由于本實(shí)用新型選用NI 9234數(shù)據(jù)采集卡，其內(nèi)部置有24位A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，直 接將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)；
[0027] 2、由于本實(shí)用新型采用多通道共享模式，設(shè)置通道口循環(huán)快速掃描采樣，減少了 采集延遲時(shí)間；選用的NI 9234采集卡具有四個(gè)模擬輸入通道，能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)通道并行采 集；
【附圖說明】
[0028] 圖1為螺桿壓縮機(jī)的六個(gè)測點(diǎn)示意圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為傳感器安裝示意圖。
[0031]圖4為帶有凹槽環(huán)形圓盤的平面圖。
[0032]圖5為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案框圖。
[0033]圖6為本實(shí)用新型功能結(jié)構(gòu)原理圖。
[0034]圖7為參數(shù)設(shè)置界面。
[0035]圖8為時(shí)域分析界面。
[0036]圖9為頻域分析界面。
[0037]圖10為數(shù)據(jù)分析處理界面。
[0038]圖11為數(shù)據(jù)顯示界面。
[0039] 圖中：1、圓盤，2、加速度傳感器，3、轉(zhuǎn)速傳感器，4、主動(dòng)軸，5、從動(dòng)軸，6、第一測點(diǎn)， 7、第二測點(diǎn)，8、第三測點(diǎn)，9、第四測點(diǎn)，10、第五測點(diǎn)，11、第六測點(diǎn)，12、數(shù)據(jù)采集卡，13、PC 機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。
[0041] 如圖1-4所示，一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，包括加速度傳感器2、轉(zhuǎn) 速傳感器3、數(shù)據(jù)采集卡12和PC機(jī)13;所述的加速度傳感器2和轉(zhuǎn)速傳感器3分別通過數(shù)據(jù)線 經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡12連接到PC機(jī)13上。
[0042] 所述的加速度傳感器2有兩個(gè)，分別安裝在測點(diǎn)處的同一個(gè)橫截面位置的外殼上， 一個(gè)測軸向方向的振動(dòng)加速度，另一個(gè)測徑向方向的振動(dòng)加速度;所述的轉(zhuǎn)速傳感器3安裝 在電機(jī)轉(zhuǎn)軸末端外側(cè)，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸末端設(shè)置一個(gè)圓盤1，且轉(zhuǎn)速傳感器3激光發(fā)射點(diǎn)與 圓盤1的圓心在同一水平線上，二者之間的距離為10~20cm，轉(zhuǎn)速傳感器3激光光束對(duì)準(zhǔn)圓 盤1的平面。
[0043] 進(jìn)一步地，所述的PC機(jī)13為安裝有螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和故障分析系統(tǒng)的 PC機(jī)。
[0044] 進(jìn)一步地，所述的加速度傳感器2為CT1005L ICP/IEPE壓電加速度傳感器。
[0045] 進(jìn)一步地，所述的轉(zhuǎn)速傳感器3為SZGB-7型光電轉(zhuǎn)速傳感器。
[0046] 進(jìn)一步地，所述的數(shù)據(jù)采集卡12為NI 9234數(shù)據(jù)采集卡。
[0047] 進(jìn)一步地，所述的圓盤1為環(huán)形圓盤1，環(huán)形圓盤1的外圓弧上設(shè)置凹槽。
[0048] 進(jìn)一步地，所述的加速度傳感器2通過強(qiáng)磁底座安裝到測點(diǎn)處。
[0049] 如圖1-11所示，本實(shí)用新型的工作方法，包括以下步驟：
[0050] A、布置加速度信息采集點(diǎn)
[0051] 根據(jù)監(jiān)測計(jì)劃，分時(shí)段循環(huán)將加速度傳感器2安裝在第一測點(diǎn)6至第六測點(diǎn)11上； 第一測點(diǎn)6為電機(jī)的外殼上;第二測點(diǎn)7為壓縮機(jī)與電機(jī)的連接器外殼上;第三測點(diǎn)8為壓縮 機(jī)主動(dòng)軸4的輸入端機(jī)器外殼部位;第四測點(diǎn)9為壓縮機(jī)從動(dòng)軸5與連接器端相連的機(jī)器外 殼部位;第五測點(diǎn)10為壓縮機(jī)主動(dòng)軸4末端軸承處;第六測點(diǎn)11為壓縮機(jī)從動(dòng)軸5的末端軸 承處。
[0052] B、采集信息
[0053] 利用加速度傳感器2采集螺桿壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息，即壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速和 同一測點(diǎn)上的軸向和徑向方向上的振動(dòng)加速度信號(hào)；加速度信號(hào)為電壓信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采 集卡12進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把采集到的電壓變化信息傳送到PC機(jī)13上形成加速度信息。
[0054] 利用轉(zhuǎn)速傳感器3監(jiān)測轉(zhuǎn)速，采用非接觸方式采集轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過圓盤1的凹槽作 為轉(zhuǎn)速傳感器3的觸發(fā)標(biāo)志，獲得一系列的脈沖信號(hào)，通過數(shù)據(jù)采集卡12進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把 采集到的脈沖信息傳送到PC機(jī)13上形成轉(zhuǎn)速信息，直接以顯示控件顯示。采集到的轉(zhuǎn)速信 息和兩個(gè)方向的加速度信息能夠在圖11所示的界面內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。
[0055] C、分析信息
[0056] PC機(jī)13采用LabVIEW虛擬儀器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。在開始分析數(shù)據(jù)時(shí)需要先識(shí)別無效數(shù)據(jù)， 會(huì)出現(xiàn)"滑雪坡"曲線，即直流偏移量，通過設(shè)置多采樣數(shù)，使得穩(wěn)定時(shí)間延長，從而減小干 擾。因此設(shè)有如圖7所示的參數(shù)設(shè)置界面，分別在數(shù)據(jù)采集之前對(duì)采樣率、采樣參數(shù)以及傳 感器靈敏度進(jìn)行設(shè)置。接下來需要經(jīng)過處理得到時(shí)域波形譜、頻譜、自功率譜、自相關(guān)譜、互 相關(guān)譜、軸心軌跡和三維瀑布圖等。
[0057] 1、軸心軌跡:根據(jù)得到的兩個(gè)方向的振動(dòng)加速度信息，利用簇函數(shù)將兩個(gè)加速度 信號(hào)進(jìn)行整合連接，當(dāng)兩個(gè)方向的振動(dòng)強(qiáng)度相等時(shí)，則形成規(guī)則圓，否則呈橢圓。如圖10中 所示，含有軸心軌跡界面。軸心軌跡顯示的是軸心在軸承內(nèi)的移動(dòng)情況。
[0058] 2、時(shí)域波形:將采集的兩個(gè)方向的振動(dòng)加速度信息直接連接波形圖控件，可觀察 到時(shí)間、相位和幅值信息，形成實(shí)時(shí)波形。如圖8所示，即能獲得轉(zhuǎn)速數(shù)值以及兩個(gè)方向的振 動(dòng)加速度波形。
[0059] 3、如圖9所示，含有自功率譜和頻譜分析波形。以下分別對(duì)二者進(jìn)行分析：（1)、頻 譜：按下式計(jì)算時(shí)間信號(hào)的FFT，使時(shí)間信號(hào)的當(dāng)前FFT頻譜與前一次平均過程重置后的最 后一次計(jì)算得到的FFT頻譜進(jìn)行平均，返回平均頻譜的幅度和相位。Fs為采樣頻率，采樣點(diǎn) 數(shù)為N，經(jīng)過FFT之后就是一個(gè)為N點(diǎn)的復(fù)數(shù)，每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率點(diǎn)，通過計(jì)算各個(gè)點(diǎn)頻 率值組合成頻譜：
[0060] Fn=(n_l)*Fs/N
[0061] Fn能分辨到的頻率為Fs/N。若出現(xiàn)兩倍行頻分量則可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)軸偏心的問題。 (2)、自功率譜:輸入信號(hào)為時(shí)域信號(hào)，通過以下函數(shù)式進(jìn)行計(jì)算：
[0062] 功率譜
[0063 ] η是信號(hào)中點(diǎn)的個(gè)數(shù)，*表示復(fù)共輒。經(jīng)過自功率函數(shù)控件計(jì)算后，逐點(diǎn)繪制成自功 率譜，在波形圖中顯示。
[0064] 4、如圖10所示，為數(shù)據(jù)分析界面，其中含有自相關(guān)波形、互相關(guān)波形、軸心軌跡、瀑 布圖等分析圖譜。
[0065] (1)、自相關(guān)和互相關(guān)分析譜：函數(shù)x(t)的自相關(guān)Rxx(t)定義如下： 〇〇
[0066] i?xx (t) = x (t)?x [χ{τ)χ{?·^-τ)?? -'CG
[0067] 珍代表相關(guān)，測得兩個(gè)方向的振動(dòng)加速度分析后的自相關(guān)譜，能夠描述時(shí)域的變化 狀態(tài)?；ハ嚓P(guān)分析計(jì)算得到兩個(gè)時(shí)域之間的協(xié)方差，從而得到兩個(gè)方向的振動(dòng)加速度在不 同位置上的匹配程度。若匹配程度較低，則說明轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)問題，否則沒有問題。
[0068] (2)、瀑布圖：直接利用三維瀑布圖控件，分別將兩個(gè)方向的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信 號(hào)作為x、y、z三個(gè)方向進(jìn)行三維繪制，則可得到關(guān)于三者的立體變化圖。若立體圖不規(guī)則， 說明轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)問題，可能出現(xiàn)偏離或者彎曲的故障。
[0069] 本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)使得硬件采集部分與PC機(jī)軟件分析部分緊密結(jié)合，利用加速度 傳感器2分別對(duì)壓縮機(jī)的不同測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，即可得到各組測點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)信息及診斷結(jié) 果。
[0070] 本實(shí)用新型需要同時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速信息以及軸向和徑向方向上的 振動(dòng)信息。因此，需要設(shè)計(jì)多通道并行采集，使其能夠?qū)嚎s機(jī)運(yùn)行時(shí)待測點(diǎn)的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn) 軸兩個(gè)方向上的振動(dòng)信息進(jìn)行綜合分析處理，從而得到分析所需要的圖譜。
[0071] 由于本實(shí)用新型PC機(jī)設(shè)置高采樣率、高靈敏度，使得采集到的信號(hào)形成準(zhǔn)確的波 形圖譜。本實(shí)用新型對(duì)信號(hào)進(jìn)行了 FFT功率譜、FFT功率譜密度、FFT幅值譜和FFT相位譜分 析，主要是通過快速傅里葉變換以及漢明窗等函數(shù)的應(yīng)用形成清晰的圖譜，并形成軸心軌 跡和瀑布圖；利用軸系同一截面上兩路相互垂直的振動(dòng)信號(hào)合成軸心軌跡來監(jiān)測其運(yùn)行狀 態(tài)和故障類型，而瀑布圖和趨勢分析主要是根據(jù)其分析壓縮機(jī)的狀態(tài)的運(yùn)行情況。即實(shí)現(xiàn) 了實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)信息，也實(shí)現(xiàn)了多方面、多角度的對(duì)設(shè)備進(jìn)行工作狀態(tài)分析。
[0072]由于本實(shí)用新型在PC機(jī)設(shè)置了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過LabVIEW設(shè)置顯示表格，并設(shè)置1/ 〇文件輸出路徑，將采集的數(shù)據(jù)以文件形式保存，可用于歷史故障分析。
[0073] 綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)速、加速度信號(hào)的同步采集，能夠在PC機(jī)上實(shí)時(shí) 顯示壓縮機(jī)測點(diǎn)的轉(zhuǎn)速，以及相互垂直方向的振動(dòng)加速度信息，得到時(shí)域波形、頻域分析等 圖譜，形成診斷報(bào)告。并且，通過對(duì)壓縮機(jī)六個(gè)測點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行分析，能夠更加準(zhǔn)確的獲得 其運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，從而更有利于診斷其是否出現(xiàn)故障以及判別故障類型。能夠判斷出很多 螺桿壓縮機(jī)故障信息類型，例如軸承損壞或轉(zhuǎn)子故障、部件出現(xiàn)松動(dòng)、扇葉損壞、電機(jī)或主 機(jī)軸承損壞、壓縮機(jī)組基礎(chǔ)地腳松動(dòng)或在本區(qū)域內(nèi)有其他設(shè)備與機(jī)組產(chǎn)生共振等問題。本 實(shí)用新型能夠多方面的進(jìn)行監(jiān)測分析。
[0074] 本實(shí)用新型不局限于本實(shí)施例，任何在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思 或者改變，均列為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:包括加速度傳感器(2)、轉(zhuǎn) 速傳感器(3 )、數(shù)據(jù)采集卡（12)和PC機(jī)(13);所述的加速度傳感器(2)和轉(zhuǎn)速傳感器(3)分別 通過數(shù)據(jù)線經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡(12)連接到PC機(jī)(13)上； 所述的加速度傳感器(2)有兩個(gè)，分別安裝在測點(diǎn)處的同一個(gè)橫截面位置的外殼上，一 個(gè)測軸向方向的振動(dòng)加速度，另一個(gè)測徑向方向的振動(dòng)加速度;所述的轉(zhuǎn)速傳感器(3)安裝 在電機(jī)轉(zhuǎn)軸末端外側(cè)，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸末端設(shè)置一個(gè)圓盤（1)，且轉(zhuǎn)速傳感器(3)激光發(fā)射 點(diǎn)與圓盤（1)的圓心在同一水平線上，二者之間的距離為10~20cm，轉(zhuǎn)速傳感器(3)激光光 束對(duì)準(zhǔn)圓盤(1)的平面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述 的加速度傳感器(2)為CT1005L ICP/IEPE壓電加速度傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述 的轉(zhuǎn)速傳感器(3)為SZGB-7型光電轉(zhuǎn)速傳感器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述 的數(shù)據(jù)采集卡（12)為NI 9234數(shù)據(jù)采集卡。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述 的圓盤(1)為環(huán)形圓盤(1)，環(huán)形圓盤(1)的外圓弧上設(shè)置凹槽。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺桿壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，其特征在于:所述 的加速度傳感器(2)通過強(qiáng)磁底座安裝到測點(diǎn)處。
【文檔編號(hào)】F04C28/28GK205714773SQ201620554943
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】趙鳳強(qiáng), 王峰
【申請(qǐng)人】大連民族大學(xué)