基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法及其裝置

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷的新裝置，其步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、獲取聲發(fā)射信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)：將聲發(fā)射傳感器安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組的滑動(dòng)軸承上，用來接收滑動(dòng)軸承的聲發(fā)射信號(hào)；將轉(zhuǎn)速傳感器安裝在發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承側(cè)，用來獲取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將接收到的聲發(fā)射信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)；（2）、對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理、分析，提取特征；（3）故障診斷：根據(jù)得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，將各類特征進(jìn)行分別比對(duì)，從而完成對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承的故障診斷。該裝置包括聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)以及安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組的滑動(dòng)軸承上的聲發(fā)射傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器。本發(fā)明是一種操作簡(jiǎn)便、快速、診斷精度高、可滿足高自動(dòng)化程度的基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法及其裝置。1、一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法裝置，其特征在于步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，獲取聲發(fā)射信號(hào)和轉(zhuǎn)速：將聲發(fā)射傳感器安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組的滑動(dòng)軸承上，用來接收滑動(dòng)軸承的聲發(fā)射信號(hào)；將轉(zhuǎn)速傳感器安裝在汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承側(cè)，用來獲取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號(hào)。將接收到的聲發(fā)射信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)傳送給聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)；（2）、對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理、分析，并進(jìn)行特征提?。豪米灾餮邪l(fā)的聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行事件計(jì)數(shù)計(jì)算、振鈴計(jì)數(shù)計(jì)算、能量計(jì)算、信號(hào)幅度計(jì)算、中心頻率計(jì)算、頻譜能量不穩(wěn)定度計(jì)算、頻譜分析以及功率譜分析，同時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)速信號(hào)提取下述特征：事件計(jì)數(shù)特征、振鈴計(jì)數(shù)特征、能量特征、信號(hào)幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、時(shí)頻特征以及功率譜特征；（3）故障診斷：根據(jù)步驟（2）中得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，將各類特征進(jìn)行分別比對(duì)，從而完成對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承的故障診斷。2、一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷裝置，其特征在于：它包括聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)（6）以及安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組（4）的滑動(dòng)軸承（3）上的聲發(fā)射傳感器（1）和轉(zhuǎn)速傳感器（2），所述聲發(fā)射傳感器（1）通過電纜與前置放大器（5）相連，前置放大器（5）的輸出端與聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)（6）相連，轉(zhuǎn)速傳感器（2）直接用電纜與聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)（6）相連，聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)（6）用來接收滑動(dòng)軸承（3）的聲發(fā)射信號(hào)和（2）的轉(zhuǎn)速信號(hào)，所述聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)（6）對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理、分析、提取特征，并進(jìn)行故障診斷。基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法及其裝置技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明主要涉及到汽輪機(jī)領(lǐng)域，特指一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法及其裝置。背景技術(shù)滑動(dòng)軸承是汽輪發(fā)電機(jī)組的重要部件，其工作環(huán)境差、載荷重，運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生各種故障，甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞及發(fā)生安全事故，影響安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，對(duì)滑動(dòng)軸承的工作狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和故障診斷是非常重要的。目前，對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)組中滑動(dòng)軸承的監(jiān)測(cè)一般是通過人工的方式來進(jìn)行，檢測(cè)人員通過人工檢測(cè)或通過一些輔助儀器上顯示的參數(shù)或曲線，憑經(jīng)驗(yàn)來判斷滑動(dòng)軸承的狀態(tài)，這樣對(duì)檢測(cè)人員的素質(zhì)要求高，檢測(cè)過程不夠智能化，效率低下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、操作簡(jiǎn)便、快速、診斷精度高、可滿足高自動(dòng)化程度的基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法及其裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為：一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷裝置，其特征在于步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器獲取聲發(fā)射信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)：將聲發(fā)射傳感器安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組的滑動(dòng)軸承上，用來接收滑動(dòng)軸承的聲發(fā)射信號(hào)；將轉(zhuǎn)速傳感器安裝在滑動(dòng)軸承側(cè)可獲取轉(zhuǎn)速處，獲得轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將接收到轉(zhuǎn)速信號(hào)和聲發(fā)射傳感器獲取的聲發(fā)射信號(hào)同時(shí)傳送給聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)；（2）、利用自主研發(fā)的聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理、分析，提取特征：對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行事件計(jì)數(shù)計(jì)算、振鈴計(jì)數(shù)計(jì)算、能量計(jì)算、信號(hào)幅度計(jì)算、中心頻率計(jì)算、頻譜能量不穩(wěn)定度計(jì)算、頻譜分析以及功率譜分析，同時(shí)根據(jù)獲取的轉(zhuǎn)速信號(hào)，在對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理后提取下述特征：事件計(jì)數(shù)特征、振鈴計(jì)數(shù)特征、能量特征、信號(hào)幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、時(shí)頻特征以及功率譜特征；（3）故障診斷：根據(jù)步驟（2）中得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，基于不同轉(zhuǎn)速情況下將各類特征進(jìn)行分別比對(duì)，從而完成對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承的故障診斷。一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷裝置，其特征在于：它包括聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)以及安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組的滑動(dòng)軸承上的聲發(fā)射傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，所述聲發(fā)射傳感器通過電纜與前置放大器相連，前置放大器的輸出端與聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)相連，聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)用來接收滑動(dòng)軸承的聲發(fā)射信號(hào)，所述聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承聲發(fā)射信號(hào)特征，自行研發(fā)的專門針對(duì)滑動(dòng)軸承聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)完成對(duì)聲發(fā)射信號(hào)處理、分析、提取特征，并進(jìn)行故障診斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于：本發(fā)明基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法及其裝置，提出基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法，利用這種方法開發(fā)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷系統(tǒng)，能通過檢測(cè)滑動(dòng)軸承的聲發(fā)射信號(hào)、提取信號(hào)特征，完成對(duì)汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障的自動(dòng)判斷，其具有操作簡(jiǎn)便、快速、診斷精度高、可滿足高自動(dòng)化程度等優(yōu)點(diǎn)。由于聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)，可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)故障的發(fā)生和發(fā)展過程，與現(xiàn)有的對(duì)汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承的故障診斷方法相比，具有早期診斷出故障的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明提出基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法，對(duì)汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取、信號(hào)分析、特征提取、并利用一定的規(guī)則進(jìn)行故障判斷，對(duì)于預(yù)防故障的發(fā)生，維護(hù)機(jī)組安全有重要價(jià)值。附圖說明圖1是本發(fā)明的工作流程示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用時(shí)的布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明聲發(fā)射信號(hào)分析流程的示意圖；圖4是本發(fā)明聲發(fā)射信號(hào)特征提取的示意圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷方法，其步驟為：（1）、安裝聲發(fā)射傳感器、獲取聲發(fā)射信號(hào)：將聲發(fā)射傳感器1安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2上，用來接收滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)，并將接收到的聲發(fā)射信號(hào)傳送給聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5；（2）、對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理、分析，并進(jìn)行特征提?。簩?duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行事件計(jì)數(shù)計(jì)算、振鈴計(jì)數(shù)計(jì)算、能量計(jì)算、信號(hào)幅度計(jì)算、中心頻率計(jì)算、頻譜能量不穩(wěn)定度計(jì)算、頻譜分析以及功率譜分析，同時(shí)在處理、分析后的信號(hào)中提取下述特征：事件計(jì)數(shù)特征、振鈴計(jì)數(shù)特征、能量特征、信號(hào)幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、時(shí)頻特征以及功率譜特征；（3）故障診斷：根據(jù)步驟（2）中得到的各類特征，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值或?qū)＜蚁到y(tǒng)，將各類特征進(jìn)行分別比對(duì)，從而完成對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組3上滑動(dòng)軸承2的故障診斷。下表1為汽輪發(fā)電機(jī)組3上滑動(dòng)軸承2故障集合與聲發(fā)射特征集合，將收集到的各類特征與故障集合一一對(duì)比，可以判斷出汽輪發(fā)電機(jī)組3上滑動(dòng)軸承2存在何種故障。表1汽輪發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承故障集合與聲發(fā)射特征集合序號(hào)故障集合特征集合符號(hào)滑動(dòng)軸承故障名稱符號(hào)軸承的聲發(fā)射信號(hào)特征名稱1機(jī)組啟動(dòng)過程中局部碰摩事件計(jì)數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值2機(jī)組啟動(dòng)過程中嚴(yán)重碰摩事件計(jì)數(shù)率突然增加3機(jī)組啟動(dòng)過程中振動(dòng)超標(biāo)事件計(jì)數(shù)率增加并波動(dòng)4潤(rùn)滑油溫過高振鈴計(jì)數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值5潤(rùn)滑油量不足振鈴計(jì)數(shù)率突然增加6潤(rùn)滑油壓低振鈴計(jì)數(shù)率增加并波動(dòng)7軸承標(biāo)高變化引起軸承載荷過重中心頻率在780KHz左右8發(fā)生油膜渦動(dòng)中心頻率隨轉(zhuǎn)速的變化快9發(fā)生油膜振蕩頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高1值頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高2值并波動(dòng)頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高3值最大自相關(guān)系數(shù)增大到高1值最大自相關(guān)系數(shù)增大到高2值并波動(dòng)最大自相關(guān)系數(shù)增大到高3值能量率增大到高1值、能量率增大到高2值并波動(dòng)能量率增大到高3值幅度增大到高1值幅度增大到高2值并波動(dòng)幅度增大到高3值設(shè)滑動(dòng)軸承2有種狀態(tài)特征，，…，，并設(shè)每種狀態(tài)特征有“有”（用數(shù)值1表示）和“無”（用數(shù)值0表示）兩種狀態(tài)，即于是，故障論域?yàn)?｛（，，…，）/=0、1，｝。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究和理論分析可確定汽輪發(fā)電機(jī)組滑動(dòng)軸承故障和聲發(fā)射特征之間的關(guān)系，于是得到滑動(dòng)軸承2故障的聲發(fā)射特征論域，見表2.2。表2.2滑動(dòng)軸承故障的聲發(fā)射特征論域100000000011111101000000010100000000011111101000000010011111101若滑動(dòng)軸承2有實(shí)際故障特征(，,…,)，這里，。將代入式后，得到，，…，。于是按式選取一個(gè)隸屬度最大值，依據(jù)最大隸屬度原則，可診斷出滑動(dòng)軸承2的狀態(tài)為。以機(jī)組啟動(dòng)中發(fā)生局部碰摩為例，本發(fā)明的具體流程為：將聲發(fā)射傳感器1安裝在汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2上，接收滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過電纜傳送到前置放大器4進(jìn)行放大后，進(jìn)入聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5。在聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5中完成汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)的處理和分析，包括：事件計(jì)數(shù)（率）計(jì)算，振鈴計(jì)數(shù)（率）計(jì)算，能量（率）計(jì)算，信號(hào)幅度計(jì)算，中心頻率計(jì)算，頻譜能量不穩(wěn)定度計(jì)算，頻譜分析，功率譜分析，相關(guān)分析。提取汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)的特征，包括：事件計(jì)數(shù)（率）特征，振鈴計(jì)數(shù)（率）特征，能量（率）特征，信號(hào)幅度特征，中心頻率特征，頻譜能量不穩(wěn)定度特征，時(shí)頻特征，功率譜特征，相關(guān)分析特征。機(jī)組啟動(dòng)中發(fā)生局部碰摩時(shí)，聲發(fā)射特征為：事件計(jì)數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值，振鈴計(jì)數(shù)率在低轉(zhuǎn)速下有峰值，頻譜能量不穩(wěn)定度增加到高1值，最大自相關(guān)系數(shù)增加到高1值，能量率增大到高1值，幅度增大到高1值。最后將提取的故障特征(，,…,)，這里，。將代入式后，得到，，…，。于是按式選取一個(gè)隸屬度最大值，依據(jù)最大隸屬度原則，可診斷出滑動(dòng)軸承狀態(tài)為，即為機(jī)組啟動(dòng)中局部碰摩。如圖2所示，本發(fā)明的基于聲發(fā)射檢測(cè)的汽輪機(jī)滑動(dòng)軸承故障診斷裝置，它包括聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5以及安裝于汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2上的聲發(fā)射傳感器1，聲發(fā)射傳感器1通過電纜與前置放大器4相連，前置放大器4的輸出端與聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5相連，聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5用來接收滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)，所述聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理、分析、提取特征，并進(jìn)行故障診斷。以油膜渦動(dòng)故障為例，本發(fā)明的具體流程為：將聲發(fā)射傳感器1安裝在汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2上，接收滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過電纜傳送到前置放大器4進(jìn)行放大后，進(jìn)入聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)5。在聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)1中完成汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)的處理和分析，包括：事件計(jì)數(shù)（率）計(jì)算，振鈴計(jì)數(shù)（率）計(jì)算，能量（率）計(jì)算，信號(hào)幅度計(jì)算，中心頻率計(jì)算，頻譜能量不穩(wěn)定度計(jì)算，頻譜分析，功率譜分析，相關(guān)分析。提取汽輪發(fā)電機(jī)組3的滑動(dòng)軸承2的聲發(fā)射信號(hào)的特征，包括：事件計(jì)數(shù)（率）特征，振鈴計(jì)數(shù)（率）特征，能量（率）特征，信號(hào)幅度特征，中心頻率特征，頻譜能量不穩(wěn)定度特征，時(shí)頻特征，功率譜特征，相關(guān)分析特征。發(fā)生油膜渦動(dòng)時(shí)，聲發(fā)射特征為：頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高2值并波動(dòng)，最大自相關(guān)系數(shù)增大到高2值并波動(dòng)，能量率增大到高2值并波動(dòng)，幅度增大到高2值并波動(dòng)。最后將提取的故障特征(，,…,)，這里，。將代入式后，得到，，…，。于是按式選取一個(gè)隸屬度最大值，依據(jù)最大隸屬度原則，可診斷出滑動(dòng)軸承狀態(tài)為，即為油膜渦動(dòng)。以油膜振蕩故障為例，本發(fā)明的具體流程為：