专利名称：水电机组振动监测及分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水电机组监测系统，具体涉及一种水电机组振动监 测及分析装置。
背景技术：
水电机组设备庞大、结构复杂、故障的诱因繁多，出现故障后维修困难，
而统计资料表明，水电机组约有80%的故障或事故在振动信号中有所反映， 因此，通过振动监测早期发现水电机组设备的故障是目前采用的最为普遍和 有效的方法。
国内研制的水电机组振动监测系统，主要有华中科技大学研制的水力机 械多功能测试仪；清华大学、北京奥技异电器技术研究所及广州蓄能水电厂 联合研制的水电机组状态监测分析诊断系统等。
现有振动监测系统开发周期长、造价昂贵、操作不便、功能不完善、不 易于系统调整和功能扩充。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种水电机组振动监测及分析装置，用于水电 机组的振动监测和分析，操作方便，易于系统调整和功能扩充。
本实用新型所采用的技术方案是， 一种水电机组振动监测及分析装置， 包括数据采集卡，数据采集卡通过模拟量输入接口和数字量输入接口分别与 模拟量调理电路和数字量调理电路相连接，模拟量调理电路分别与摆度传感器、振动传感器和脉动传感器相连接，数字量调理电路与键相传感器相连接，
数据采集卡通过USB数据传输接口与信号采集IPC相连，信号采集IPC分 别与监控屏柜和监测分析IPC相接。
本实用新型的特征还在于，
信号采集IPC与内网主数据服务器相连接。
监测分析IPC与内网主数据服务器相连接。
本实用新型与现有监测系统相比，具有以下特点
1. 采用NI公司的实验虚拟仪器工程平台labview软件作为系统开发平 台，labview非常容易和各种数据采集硬件集成，可以和多种主流的工业现 场总线通讯以及与通用标准的实时数据库链接。作为图形化编程软件具有编 程效率高、修改灵活、操作与显示界面形象、测试任务控制方便等特点，大 大提高了测试领域生产力，能大大縮短测试系统开发时间，节约开发投资
2. 本实用新型采用USB-6225型采集卡，80路模拟输入，2路模拟输出 24路数字1/0， A/D转换器分辨16位，采样率250KS/S，保证了采集精度 和后续测点扩展，且基于USB接口方便与PC便携机等设备互联。
3. 结构紧凑、功能丰富、执行速度快、且构成灵活，通过修改软件功能 易于扩展，具有很高的性价比，非常适合水电机组监测系统。
图l为本实用新型一种实施例的结构示意图。
图中，l.水电机组，2.摆度传感器，3.振动传感器，4.脉动传感器，5.键相 传感器，6.数字量调理电路，7.数据采集卡，8.信号采集IPC， 9.监控屏柜， IO.模拟量调理电路，ll.监测分析IPC， 12.内网主数据服务器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。
本实用新型装置的结构，如图1所示。包括数据采集卡7，数据采集卡 7分别设置有模拟量输入接口、数字量输入接口和USB数据传输接口，模拟 量输入接口通过模拟量通道AIO、 AIl、 AI2、 AI3、 AI4、 AI5、 AI6、 AI7、 AI8、 AI9、 AIIO、 AIll、 AI12、 AI13和AI14与模拟量调理电路10相连接， 数字量输入接口通过数字量通道DIO与数字量调理电路6相连接，数据采集 卡7通过标准USB2.0接口与信号采集IPC8相连。
信号采集IPC8分别与监控屏柜9、监测分析IPC11和内网主数据服务 器12相连接，监测分析IPC11与内网主数据服务器相连。监控屏柜9通过 光纤以太网LAN 口分别与监测分析IPC 11和内网主数据服务器12相接。 模拟量调理电路10分别与摆度传感器2、振动传感器3和脉动传感器4相连 接。数据量调理电路6与键相传感器5相连接。数据采集卡7采用NI USB-6225采集卡，包括A/D转换模块、数据处理模块。
安装于水电机组1测试点的摆度传感器2发出的模拟量信号，进入模拟 量调理电路10，模拟量调理电路10对摆度传感器2输出的电流信号转换为 电压信号，该电压信号顺序依次通过模拟量通道AIO、 AIl、 AI2、 AI3、 AI4 和AI5输入数据采集卡7;振动传感器3发出的信号，进入模拟量调理电路 10，模拟量调理电路10将输入的电压信号比例转换后依次通过模拟量通道 AI6、 AI7、 AI8、 AI9、 AI10和AI11输入数据采集卡7;模拟量调理电路IO 将脉动传感器4传输的模拟量信号转换后依次通过模拟量通道AI12、 AI13 和AI14输入数据采集卡7;数字量调理电路6将键相传感器5发出的信号 调理后产生的脉冲信号通过数字量通道DIO输入数据采集卡7。
模拟量信号包括水电机组的轴承摆度、机架振动和水压脉动等，数字量信号是通过主轴上一键相凸块采集的脉冲信号。
输入数据采集卡6的模拟量数据经A/D模块转换成数字信号，该数字信 号经数据处理模块处理后，通过USB数据传输接口输入信号采集IPC8，输 入信号采集IPC 8同时接受从监控屏柜9传输的后续分析振动状态，如水头、 流量和开度信号。信号采集IPCS将接收的数据传输至监测分析IPC11,监 测分析IPC11将接收的数据计算、分析并予以显示。信号采集IPC8还可将 数据传输至内网主数据服务器12，同时，监测分析IPC ll也可将产生的分 析波形和图表，实时存入内网主数据服务器12,实现对水电机组振动信号的 采集、分析,、存储和显示。
以下以采集水电机组上导轴承X向测点摆度信号进行频域幅值谱分析 为例，说明本实用新型监测及分桥装置的工作过程
开机后，水电机组1的上导轴承X向安装的摆度传感器2监测到上导轴 承的摆度量，产生一物理信号，并将该物理信号输入模拟量调理电路10，模 拟量调理电路10将此物理信号调理后，通过模拟量输入通道传输至数据采 集卡7，进入数据采集卡7的模拟量信号经过数据采集卡7内的A/D转换模 块和数据处理模块处理后，经数据采集卡7的.USB数据传输接口传入信号 采集IPC8，进入信号采集IPC8的数据经过计算幅值与开机工况阈值比较执 行越限报警(一级报警、二级报警，跳闸停机)，并将结果通过信号采集IPC8 的面板予以显示，同时，数据通过光纤LAN口由信号采集IPC8传送到监测 分析IPCll，监测分析IPC11通过频域幅值谱分析实验虚拟仪器工程平台 labview程序，对输入的数据进行快速傅里叶计算，将各频率及其对应的简 谐振动分量所具有的振幅分别作为X轴、Y轴绘频谱图显示于监测系统的前 面板，同时，按用户设置生成报表，并将波形、图表和摆度数据实时存入内网主数据服务器12，结果通过监测分析IPCll的面板予以显示。
本实用新型装置，用于水电机组的振动监测和分析，提供了水电机组振 动监测及分析系统的硬件框架及系统软件功能模块设计，全面的水电机组振 动故障分析工具，可全方位分析机组的振动状况和快速定位故障类型及故障 的强弱，为水电机组的状态检修提供维修指导。
权利要求1. 一种水电机组振动监测及分析装置，其特征在于，包括数据采集卡(7)，数据采集卡(7)通过模拟量输入接口和数字量输入接口分别与模拟量调理电路(10)和数字量调理电路(6)相连接，模拟量调理电路(10)分别与摆度传感器(2)、振动传感器(3)和脉动传感器(4)相连接，数字量调理电路(6)与键相传感器(5)相连接，数据采集卡(7)通过USB数据传输接口与信号采集IPC(8)相连，信号采集IPC(8)分别与监控屏柜(9)和监测分析IPC(11)相接。
2. 根据权利要求1所述的振动监测及分析装置，其特征在于，所述的信 号采集IPC (8)与内网主数据服务器(12)相连接。
3. 根据权利要求1或2所述的振动监测及分析装置，其特征在于，所述 的监测分析IPC (11)与内网主数据服务器(12)相连接。
专利摘要本实用新型公开的一种水电机组振动监测及分析装置，包括数据采集卡，数据采集卡通过模拟量输入通道和数字量输入通道分别与模拟量调理电路和数字量调理电路相连接，模拟量调理电路分别与摆度传感器、振动传感器和脉动传感器相连接，数字量调理电路与键相传感器相连接，数据采集卡通过USB数据传输接口与信号采集IPC相连，信号采集IPC分别与监控屏柜和监测分析IPC相接。本实用新型装置应用于水电机组的振动监测和分析，为水电机组的状态检修提供维修指导，操作方便，且系统调整和功能扩充方便。
文档编号G01M7/02GK201247097SQ200820029920
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者余向阳, 南海鹏, 崔宇涛, 伟 张, 立 苏 申请人:西安理工大学