一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气体压缩机检测技术领域，更为具体地说，涉及一种气体压缩机的驱 动轴振动信号的检测方法和系统。
【背景技术】
[0002] 气体压缩机作为工业设备的一部分，其精密化程度越来越高，随着气体压缩机精 密化程度的提高，气体压缩机的损坏概率也相应增多，驱动轴是气体压缩机的核心部件之 一，驱动轴的振动情况是检测气体压缩机运行状况的重要标志，因此气体压缩机的驱动轴 振动信号可以反映气体压缩机的运行状况。
[0003] 在气体压缩机发生故障之前，驱动轴振动信号往往会存在一定的异常表现，通过 检测这些异常表现能够预测可能发生的气体压缩机的故障。现有技术中，预测气体压缩机 故障，通常采用的方法是先将驱动轴振动信号的振动幅度与预设的报警阈值进行比对，当 振动幅度达到报警阈值时再发出报警信号。按照这种方法，当驱动轴振动信号的振动幅度 没有达到预设的报警阈值，但是驱动轴振动信号的波形形状等出现异常情况，如小幅调变 和曲线毛刺时，该方法却不能够检测到，维护人员在气体压缩机未出现显性故障之前也难 以发现上述异常情况，此时的异常情况完全处于黑盒子状态，因此迫切需要对驱动轴振动 信号进行合理的检测，以对气体压缩机进行故障预警，防止因气体压缩机故障而造成经济 损失。
[0004] 综上所述，如何能够合理检测气体压缩机的驱动轴振动信号，对气体压缩机进行 风险预警成为目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和装置的技 术方案，以解决【背景技术】中所介绍的现有技术中，难以准确检测驱动轴振动信号的波形形 状等异常变化，导致难以对气体压缩机进行故障预警，造成损失的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
[0007] 根据本发明的第一方面，本发明提供了一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测 方法，包括：获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号；
[0008] 从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，根 据所述驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标 检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；
[0009] 将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行 比较；
[0010] 若所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈 值，则生成并发出所述气体压缩机的预警信息。
[0011] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述根据所述驱动轴振 动信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，包括：
[0012] 在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取 所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将所述驱动轴振动幅度的差值 与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取所述采样周期内绝 对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；
[0013]在所述采样周期内，将获取到的所有所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率的绝对值 之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率；和/或
[0014]在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取 每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，分别取所述每个采样时间点对应的驱动轴振动 幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，若所述最大瞬时变化率、 累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值，则生成并发出所述气体压缩机的 预警信息，包括：
[0016]在所述采样周期内，若所述最大瞬时变化率大于或等于所述最大瞬时变化率的预 设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息；
[0017]在所述采样周期内，若所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈 值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息；和/或
[0018]在所述采样周期内，若所述方差大于或等于所述方差的预设报警阈值，则生成并 发出所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。
[0019]结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实施方式中，在生成并发出所述气体 压缩机的预警信息后，还包括：
[0020] 将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和 /或方差分别与预存的不同故障原因所对应的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方 差进行匹配，根据匹配结果判断所述驱动轴振动的故障原因。
[0021] 结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述预警信息包括：所述 气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化 率和/或方差的波形图；
[0022] 所述发出所述气体压缩机的预警信息，包括：将所述预警信息以浏览器/服务器 模式向相关的终端设备弹出预警窗口、且发出声光预警信号。
[0023]结合本发明的第二方面，还提出了一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系 统，所述气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统包括：
[0024]获取模块，用于获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号；
[0025]分解模块，用于从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振 动幅度信号；
[0026]生成模块，用于根据所述驱动轴振动信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的 目标检测值，所述目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；
[0027]比较模块，用于将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预 设报警阈值进行比较；
[0028]预警信息生成模块，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或 等于各自的预设报警阈值时，生成所述气体压缩机的预警信息；
[0029] 预警信息发送模块，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或 等于各自的预设报警阈值时，发出所述气体压缩机的预警信息。
[0030] 结合本发明的第二方面，在第二方面的第一种可能的实时方式中，所述生成模块 包括：
[0031] 最大瞬时变化率生成子模块，用于在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱 动轴振动幅度信号进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差 值，将所述驱动轴振动幅度的差值与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的 瞬时变化率，取所述采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大 瞬时变化率；
[0032]累计变化率生成子模块，用于在所述采样周期内，将获取到的所述瞬时变化率的 绝对值之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率；
[0033] 方差生成子模块，用于在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅 度信号进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，取所述每个采样时间点 所对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴 振动幅度的方差。
[0034] 结合本发明的第二方面，在第二方面的第二种可能的实施方式中，所述预警信息 生成模块包括：
[0035] 跳变预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述最大瞬时变化率大于 或等于所述最大瞬时变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警 信息；
[0036] 变动趋势预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述累计变化率大于 或等于所述累计变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的 预警信息；
[0037] 波动程度预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述方差大于或等于 所述方差的预设报警阈值时，则生成所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。
[0038] 结合本发明的第二方面，在第二方面的第三种可能的实时方式中，所述气体压缩 机的驱动轴振动信号的检测系统还包括：
[0039] 匹配模块，用于将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化 率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因下所述最大瞬时变化率、累计变化 率和/或方差进行匹配，
[0040] 判断模块，用于根据所述匹配模块生成的匹配结果判断所述驱动轴振动的故障原 因。
[0041] 结合第二方面，在第二方面的第四种可能的实施方式中，所述预警信息包括：所述 气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化 率和/或方差的波形图；
[0042] 预警信息发送模块包括：预警窗口弹出子模块，用于将所述预警信息以浏览器/ 服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口；声光报警子模块，用于发出声光预警信号。[0043] 通过上述内容可以得出，本发明提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方 法，通过获取传感器所实时测量的气体压缩机的轴振动信号，从驱动轴振动信号中分解出 各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，分别根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样 周期内轴振动振动幅度的目标检测值，该目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/ 或方差，并将生成的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值 进行比较，当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈 值时，生成并发出气体压缩机的预警信息。相比于现有技术中只检测驱动轴振动信号，在驱 动轴振动信号达到设定的报警值才能够发出报警信息的检测方法，本发明提供的气体压缩 机的驱动轴振动信号的检测方法能够对驱动轴振动幅度进行分析和统计，使得检测形式多 样，能够对驱动轴振动信号的波形形状的异常变化进行良好的检测，如对小幅跳变以及曲 线毛刺等能够进行良好的检测，减少了驱动轴振动信号的振动幅度没有达到预设的报警阈 值，但是驱动轴振动信号的波形形状等出现异常，却不能够检测到的情况，因此能够对气体 压缩机的驱动轴振动信号能够进行合理检测，从而能够对气体压缩机进行故障预警，提醒 相关操作人员进行处理，防止因气体压缩机故障而造成经济损失。
【附图说明】
[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动 性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0045]图1是本发明一不例性实施例不出的第一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检 测方法的流程示意图；
[0046]图2是本发明一不例性实施例不出的一种气体压缩机系统的结构不意图；
[0047] 图3是图2所示的气体压缩机的三级驱动轴振动幅度的瞬时变化率的波形图；
[0048] 图4是图2所示的气体压缩机的三级驱动轴振动幅度的方差的波形图；
[0049]图5是本发明一示例性实施例示出的第二种气体压缩机的驱动轴振动信号的检 测方法的流程示意图；
[0050]图6是本发明一示例性实施例示出的第一种气体压缩机驱动轴振动信号的检测 系统的结构示意图；
[0051] 图7是图6所示的生成模块的结构示意图；
[0052]图8是图6所示的预警信息生成模块的结构示意图；
[0053]图9是本发明一示例性实施例示出的第二种气体压缩机的驱动轴振