機電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測震動和噪聲檢測

1、機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生轉(zhuǎn)子事故機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生透平機械事故機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生 水輪機事故機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生美國哥倫比亞號載人航天飛機失事機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生斷裂部位三峽塔帶機斷裂事故 2002年9月3日我國因機械設(shè)備事故呵斥的損失非常嚴(yán)重1985年10月29日山西大同第二電廠20萬千瓦2號機組因超速誘發(fā)軸系劇烈振動，軸系斷裂為五段，機組嚴(yán)重?fù)p壞，直接經(jīng)濟損

2、失達1400萬元；1998年2月12日陜西秦嶺電廠20萬千瓦5號機組軸系發(fā)生突發(fā)性劇烈振動，軸系斷裂為十三段，機組嚴(yán)重?fù)p毀，直接經(jīng)濟損失達3000萬元；對石化引進30萬噸合成氨和40萬噸尿素化肥廠中的五大透平緊縮機組的初步伐查結(jié)果闡明，僅1987年和1998年的兩年的不完全統(tǒng)計，機械事故就高達一百多次，蒙受經(jīng)濟損失約有幾個億機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷 對關(guān)鍵設(shè)備進展形狀監(jiān)測和缺點診斷可以提高設(shè)備的可靠性，實現(xiàn) “事后維修到 “預(yù)知維修的轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)和設(shè)備的管理程度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，防止艱苦事故的發(fā)生，降低事故危害性，從而獲得潛在的宏大經(jīng)濟效益和社會效益。機電設(shè)備缺點診斷的意義： 日本運用缺點

3、診斷技術(shù)后，事故發(fā)生率減少75%，維修費用降低2550。英國對2000個國營工廠的調(diào)查闡明，采用形狀監(jiān)測和缺點診斷技術(shù)后，每年可節(jié)省維修費用3億英鎊，而缺點診斷系統(tǒng)的本錢為0.5億英鎊。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷國外診斷技術(shù)的開展概略： 美國最早，1967年美國宇航局倡導(dǎo)成立了機械缺點預(yù)防小組“MFPG 70年代英國機械保健中心成立，并用于核發(fā)電、鋼鐵、電力等診斷。 71年日本開場開展本人的TPM全員消費維修：鋼鐵、石油、化工、鐵路 進而歐美許多國家都在注重開展。如瑞典SPM軸承監(jiān)測、挪威船舶診斷、丹麥B&K的振動與聲發(fā)射診斷美國Pekrul電廠缺點診斷效益分析機械量:長度,位移,速度, 加速

4、度,旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)數(shù), 分量,力,壓力, 真空度,力矩,風(fēng)速, 流速,流量,振動;聲: 聲壓,噪聲磁: 磁通,磁場溫度: 溫度,熱量,比熱振動丈量機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng):離線監(jiān)測與缺點診斷 定期或不定期的巡檢的方式采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，然后回放到計算機，由計算機軟件進展監(jiān)測與診斷分析。 特點：離線分析，對突發(fā)缺點無能為力，但可精細(xì)分析 例如：基于便攜式數(shù)采儀的缺點診斷與預(yù)測維修系統(tǒng) 天 津大學(xué)機電科技中心機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)：離線監(jiān)測與缺點診斷在線監(jiān)測與缺點診斷 由傳感器及高速實時數(shù)采硬件、控制計算機及監(jiān)測分析軟件組成。 特點：在線監(jiān)測，可以給出設(shè)備的

5、當(dāng)前形狀，捕捉突發(fā)缺點并進展精細(xì)分析。 例如：在線缺點診斷與自動報警系統(tǒng) 天 津大學(xué)機電科技中心機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)：機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)：在線監(jiān)測與缺點診斷機床電源計算機監(jiān)控箱記錄、文件機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)：在線監(jiān)測與缺點診斷機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)：前瞻性的缺點診斷方式： 以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)為根底，開發(fā)出主從分布式網(wǎng)絡(luò)化集成在線監(jiān)控與診斷系統(tǒng)。 特點：充分發(fā)掘和發(fā)揚網(wǎng)絡(luò)信息交換、資源共享的優(yōu)點，充分利用科研院所的專家資源，實現(xiàn)“挪動的是數(shù)據(jù)而不是人，在網(wǎng)絡(luò)層面上實現(xiàn)缺點信息的發(fā)掘

6、和缺點類型確實診。 例如：中國設(shè)備遠程診斷網(wǎng) chnpfd 天津大學(xué)機電科技中心形狀監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)：。.信號調(diào)理信號調(diào)理信號調(diào)理機組機組現(xiàn)場工控機.信號調(diào)理信號調(diào)理信號調(diào)理機組機組現(xiàn)場工控機。.信號調(diào)理信號調(diào)理信號調(diào)理機組機組現(xiàn)場工控機遠程計算機局域網(wǎng)多機組網(wǎng)絡(luò)化實時監(jiān)測方式機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷 設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷主要包括如下幾個環(huán)節(jié)：機電設(shè)備形狀信息的獲取形狀特征的提取形狀判別與決策測取的信號應(yīng)能反映設(shè)備的形狀與缺點信息，詳細(xì)包括：振動、聲、力、溫度、超聲、油污染、銹蝕、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、電流、電壓等。其中：振動信號最常用，方法成熟，信息量大；聲信號采

7、用非接觸丈量，測取方便，信息量大，但容易受干擾方法：以振動丈量為例，可以測：加速度、速度、位移。通常采用加速度傳感器。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷一、形狀信息的獲取壓電加速度傳感器 加速度傳感器輸出的電荷量與振動加速度成正比。傳感器必需與前置電壓放大器、電荷放大器或丈量放大器配用。直接放大可測加速度，經(jīng)過一次積分可測速度，經(jīng)過二次積分可測位移。 加速度傳感器普通具有很高的固有頻率，適于丈量高頻振動或設(shè)備振動中的高頻成分。例如齒輪箱的捏合頻率、滾動軸承的特征頻率等。 加速度傳感器丈量的是被測物體的絕對振動。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷一、形狀信息的獲取速度傳感器 速度傳感器固定在被測物體上，物體振動

8、時，傳感器輸出的電量與振動速度成正比。經(jīng)過一次積分可測位移，經(jīng)過一次微分可測加速度。 速度傳感器丈量的是被測物體的絕對振動。 速度傳感器的頻響范圍較加速度低一些，不適宜丈量太高頻率的振動。振幅：MM速度：mm/S加速度：M/S2詳細(xì)采用哪個檔位要根據(jù)頻率來選擇。5000HZ以上的建議選用加速度。1KHZ左右選用速度振幅100以下的選用。這樣才干丈量的比較準(zhǔn)確。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷一、形狀信息的獲取電渦流式位移傳感器 渦流傳感器屬于非接觸式傳感器一類，在旋轉(zhuǎn)機械中運用最多?？梢杂脕肀O(jiān)測轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動形狀，例如轉(zhuǎn)子的徑向振動、軸向振動、軸心軌跡、軸心位置、油膜厚度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等信息。 渦流傳感

9、器丈量的是被測物體與傳感器探頭端面之間的間隔。渦流式傳感器原理:渦流效應(yīng)。塊狀金屬置于變化著的磁場中或者在固定磁場中運動時，金屬體內(nèi)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流的流線在金屬體內(nèi)是閉合的所以叫做渦流。 5.19電渦流作用原理圖 5.20電渦流傳感器構(gòu)造圖5.21電渦流傳感器系統(tǒng) 5.22穩(wěn)頻調(diào)幅檢波式線路原理圖一、形狀信息的獲取機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷t0t0t0模擬信號離散量化 傳感器輸出的信號普通都是諸如電壓、電荷、電阻變化值、電容變化值等模擬信號，在利用計算機對其進展處置之前必需對其進展離散量化成數(shù)字信號。模擬信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的過程如以下圖所示。模擬信號的采集機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷二

10、、形狀特征的提取信號處置 信號處置的方法：時域分析、幅值域分析、頻域分析、時頻分析等 信號處置的目的：采用各種技術(shù)和手段發(fā)掘信號中內(nèi)含的本質(zhì)，即信息。詳細(xì)到機電設(shè)備形狀監(jiān)測和缺點診斷中就是提取設(shè)備相關(guān)信號包括振動、聲音、溫度、壓力等的特征，對設(shè)備當(dāng)前形狀作出準(zhǔn)確的評價和預(yù)測，對已發(fā)生的缺點進展確診，提出正確的維建筑議。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷三、機電設(shè)備缺點診斷方法轉(zhuǎn)軸組件的缺點診斷 轉(zhuǎn)軸組件是機器中主要的裝配單元。它的振動類型可分為徑向振動、軸向振動和改動振動三類。其中徑向振動對機器運轉(zhuǎn)的影響最大，成了振動監(jiān)測的主要對象。 回轉(zhuǎn)機械中的振動可分為兩種方式，其一是同步振動，又稱為強迫振動，主

11、要由轉(zhuǎn)子的不平衡、聯(lián)軸器的不對中、安裝不良等引起的。其振動頻率為轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率及其倍頻；振動的幅值在轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速前隨著轉(zhuǎn)速的添加而增大；超越臨界轉(zhuǎn)速，那么隨轉(zhuǎn)速的添加而減小。 對轉(zhuǎn)子進展動平衡處置，可以有效減輕和抑制這種振動。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷四、在線監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)系統(tǒng)方案上海吳中泵站水泵單機組在線監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)掘的運用過程測試數(shù)據(jù)缺點數(shù)據(jù)Data Mining評價更新XX缺點機 器現(xiàn)場數(shù)據(jù)分類規(guī)那么現(xiàn)場評判機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷四、在線監(jiān)測與缺點診斷系統(tǒng)硬件方案工 控 計 算 機A/D變換器采樣堅持抗混濾波增益控制調(diào) 理 器預(yù)處置器數(shù)據(jù)采集器ICP集成壓電傳感器軸承數(shù)據(jù)庫前往頻

12、譜分析前往 下一頁小波分析前往 下一頁譜陣分析前往 下一頁包絡(luò)分析前往 下一頁在線監(jiān)測實施效果前往 下一頁(傳統(tǒng))信號處置結(jié)果例如現(xiàn)場監(jiān)測圖1前往 下一頁現(xiàn)場監(jiān)測圖2前往 下一頁現(xiàn)場監(jiān)測圖3前往 下一頁現(xiàn)場監(jiān)測圖4前往由于安裝導(dǎo)致信號干擾的要素：交叉干擾；探頭安裝不合理；探頭固定剛度缺乏；前置器輸入或輸出接頭松動。 對33003500系列，A不小于25mm；對7200系列，A不小于40mm。小于這個最小尺寸，容易產(chǎn)生交叉巧合干擾。在國產(chǎn)DH型風(fēng)機上安裝傳感器時，由于軸徑縱向長度太短，同時安裝鍵相傳感器時就會發(fā)生這種干擾，表現(xiàn)為正常振動信號上疊加了脈沖信號，使得監(jiān)測儀表讀數(shù)偏大，經(jīng)常出現(xiàn)報警黃燈

13、甚至危險紅燈。機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷也稱為機械缺點巡檢系統(tǒng)，通常由傳感器、便攜式數(shù)據(jù)采集器和計算機軟件組成采用定期巡回檢測和離線分析的方式任務(wù)適宜于對工廠中量大面廣的中、小型機械設(shè)備，尤其是那些尚無固定監(jiān)測點的機器進展定期的形狀監(jiān)測與缺點診斷便攜式震動檢測儀表示振動的四大要素：振幅、頻率、相位和能量 1、振幅：代表振動的大小與設(shè)備或機械組件損壞的嚴(yán)重程度。 2、振幅的單位有：位移值mm、速度值mm/sec、加速度值g 3、頻率：代表振動的來源，設(shè)備或機械組件損壞的緣由。 頻率的單位有：每秒發(fā)生次數(shù)Hz或CPS、每分鐘發(fā)生次數(shù)CPM 4、相位：代表測點間振動的相互關(guān)系，設(shè)備或機械組件的運轉(zhuǎn)模

14、態(tài)。 相位的單位為：度o 電動機的振動值的規(guī)范是有國家規(guī)范的GB10068-2000是現(xiàn)行的對中心高在56mm以上電動機的定義 傳感器種類頻響特性測量適用范圍優(yōu) 點缺 點電渦流傳感器05000HZ或010000HZ轉(zhuǎn)軸相對振動軸心軌跡軸承油膜厚度軸位移和脹差轉(zhuǎn)速和相位非接觸測量測量范圍寬靈敏度高抗干擾能力強不受介質(zhì)影響結(jié)構(gòu)簡單對被測材料敏感存在機械偏差和電氣偏差的可能及影響安裝較復(fù)雜速度傳感器10500HZ或101000HZ軸承座的絕對振動不需電源,簡單方便,靈敏度高輸出信號大、輸出阻抗低、電氣性能穩(wěn)定性好，不受外部噪聲干擾動態(tài)范圍有限尺寸和重量大彈簧件易失效受高溫影響大加速度傳感器0.210

15、000HZ或更高軸承座的絕對振動頻響范圍寬體積小、重量輕靈敏度高不易在高溫環(huán)境下使用裝配困難、成品率低機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷五、相關(guān)研討成果便攜式缺點診斷分析儀 TD2000系列便攜式缺點診斷分析儀采用高性能計算機和高速數(shù)據(jù)采集卡，具有抗振性好、抗干擾才干強、攜帶方便等優(yōu)點，特別運用于野外作業(yè)及惡劣工況條件下進展缺點診斷與形狀分析。 機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷五、相關(guān)研討成果嵌入式便攜缺點診斷分析儀 嵌入式便攜缺點診斷與預(yù)測維修系統(tǒng)是由天津大學(xué)機電科技中心開發(fā)的，該系統(tǒng)提供了一整套運用于關(guān)鍵設(shè)備的形狀監(jiān)測、缺點診斷與預(yù)測維修的集成處理方案。系統(tǒng)可以實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備的在線采集、缺點診斷、形狀預(yù)測，并與工廠的設(shè)備管理系統(tǒng)無縫集成，從而充分滿足關(guān)鍵設(shè)備的巡檢、點檢的需求。 機電設(shè)備形狀監(jiān)測與缺點診斷五、相關(guān)研討成果便攜式缺點診斷分析儀 基于筆記本和USB接口的TD2000B型缺點診斷分析儀具有熱插拔、攜帶方便、不需外界電源供電、便于維修等優(yōu)點，強大的軟件功能使得該系統(tǒng)可滿足各種工況下的設(shè)備監(jiān)測與缺點分析。 常用的噪聲監(jiān)測技術(shù)：聲場可視化方法近場聲全息NAH傳統(tǒng)方法基于邊