设备转速和振动数据采集方法、装置和监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械设备领域，尤其涉及设备转速和振动数据采集方法、装置和监测 系统。
【背景技术】
[0002] 目前，大型旋转机械设备广泛应用在化工、风电、冶金等领域中。诸如风力发电机 组和输油栗等旋转设备的结构和应用环境也越来越复杂。旋转设备的故障也很可能造成事 故和巨大损失。随着振动故障诊断特征技术的发展，越来越多的振动监测设备被用于监测 机械设备的振动故障。现有的振动监测技术方案主要采用有线监测方式。有线监测方式需 要在现场布置线缆，进而对振动数据进行全采样方式的采集，以便在远程服务器进行对所 采集的振动数据进行诊断分析。随着无线传输技术的发展，对振动数据进行无线监测的监 测方案也逐渐被应用。这样，无线监测设备可以避免现场布线的麻烦，尤其在例如防爆等级 高等环境中避免了有线监测的安全隐患。
[0003] 在采用无线监测方案进行振动数据采集和诊断分析时，尤其是在需要进行阶次分 析时，不同设备采集的数据很难进行有效的关联分析。
【发明内容】
[0004] 为此，本发明提供一种新的无线振动数据采集方案，有效的解决了上面至少一个 问题。
[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种设备转速采集装置，包括转速传感器和控制单 元。转速传感器适于对设备旋转期间触发的脉冲计数来采集设备转速。控制单元，适于记 录每个脉冲的触发时刻。每记录一个脉冲触发时刻，控制单元向至少一个设备振动数据采 集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便所述至少一个设备振动数据采集装 置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间。
[0006] 可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，控制单元还适于向至少一个设备 振动数据采集装置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该 采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。
[0007] 可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，控制单元还包适于向所述至少一 个设备振动数据采集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根 据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。
[0008] 可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，其中所述转速时标消息还包含该 脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。
[0009] 可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，采集结束命令包含从采集开始命 令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。
[0010] 根据本发明的一个方面，提供一种设备振动数据采集装置，包括振动传感器和控 制单元。振动传感器，适于采集设备的用于阶次分析的振动数据。控制单元适于记录每隔 预定数量的振动数据采样值所对应的采集时刻。该控制单元还适于从设备转速采集装置接 收转速时标消息。其中转速时标消息包含设备旋转期间转速传感器的脉冲触发时刻。控制 单元还记录该转速时标消息的接收时刻。
[0011] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，控制单元还适于从设备转速 采集装置接收采集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的 振动数据。控制单元还适于从所述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该结束 命令指示振动传感器停止采集用于阶次分析的振动数据。
[0012] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，转速时标消息还包含该脉冲 触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。
[0013] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，采集结束命令包含从采集开 始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。
[0014] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，控制单元还适于根据所广播 的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值。如果该 丢失数量小于阈值，控制单元根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的脉冲触发时刻 进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息接收时刻。和，将脉冲触发时刻、转速时标消息 的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获 取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作。如果所述丢失数量 大于所述阈值，则将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和 采集时刻存储为无效阶次分析数据。
[0015] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，如果在预定时长内，没有接收 到所述采集结束命令，控制单元还适于指示振动传感器停止采集操作。将脉冲触发时刻、转 速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。
[0016] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，控制单元还适于向采集站发 送有效阶次分析数据。
[0017] 根据本发明一个方面，提供一种振动监测系统，包括根据本发明的设备转速采集 装置、根据本发明的至少一个设备振动数据采集装置、采集站和服务器。采集站适于从所述 至少一个设备振动数据采集装置接收有效阶次分析数据。服务器适于从采集站接收有效阶 次分析数据，并利用该有效阶次分析数据对设备进行诊断分析。
[0018] 根据本发明一个方面，提供一种设备转速采集方法。该方法包括通过对设备旋转 期间触发转速传感器的脉冲计数来采集设备转速。记录每个脉冲的触发时刻。每记录一个 脉冲触发时刻，向至少一个设备振动数据采集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消 息，以便所述至少一个设备振动数据采集装置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时 的本地时间。
[0019] 可选地，根据本发明的设备转速采集方法还包括向至少一个设备振动数据采集装 置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该采集开始命令， 采集用于阶次分析的振动数据。
[0020] 可选地，根据本发明的设备转速采集方法还包括向所述至少一个设备振动数据采 集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根据该采集结束命 令，停止采集用于阶次分析的振动数据。
[0021] 可选地，在根据本发明的设备转速采集方法中，转速时标消息还包含该脉冲触发 时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。
[0022] 可选地，在根据本发明的设备转速采集方法中，采集结束命令包含从采集开始命 令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。
[0023] 根据本发明的一个方面，还提供一种设备振动数据采集方法。该方法包括通过振 动传感器采集设备的用于阶次分析的振动数据。记录每隔预定数量的振动数据采样值所对 应的采集时刻。从设备转速采集装置接收转速时标消息，所述转速时标消息包含设备旋转 期间转速传感器的脉冲触发时刻。记录该转速时标消息的接收时刻。
[0024] 可选地，根据本发明的设备振动数据采集方法还包括从设备转速采集装置接收采 集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的振动数据。从所 述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该结束命令指示振动传感器停止采集用 于阶次分析的振动数据。
[0025] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集方法中，转速时标消息还包含该脉冲 触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。
[0026] 可选地，在根据本发明的设备振动数据采集方法中，采集结束命令包含从采集开 始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。
[0027] 可选地，根据本发明的设备振动数据采集方法还包括根据所广播的脉冲触发时刻 的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值。如果该丢失数