多维速度旋转机械振动在线监测装置、方法及系统与流程

本发明涉及设备故障在线诊断领域，具体涉及一种多维速度旋转机械振动在线监测装置、方法及系统。

背景技术：

1、火力发电厂中的电动给水泵组通常采用单一电动机双侧输出负载，其中一端驱动前置泵，为定速泵，与电机输出转速一致。另一端驱动液力耦合器带动给水泵运行，通过液力耦合器调节输出转速与转矩，保证泵端输出与系统相匹配。

2、目前，给水泵在线监测系统多采用在电机两端轴承盖及泵两端轴承处安装振动测量装置，仅监测给水泵的振动变化情况。此方法具有一定的局限性：第一，传统振动监测不能反应整个泵组多根轴之间的振动相对变化情况；第二，传统振动监测不能较好地区别定速轴与变速轴之间的振动相位变化情况；第三，传动振动监测不能较好地分析出变速轴转速变化与振动相位变化的相对关系。

技术实现思路

1、本发明提供多维速度旋转机械振动在线监测装置、方法及系统，以解决现有技术仅监测给水泵的振动变化情况，不能有效在线识别设备故障以及监测方式单一的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种多维速度旋转机械振动在线监测方法，包括以下步骤：

4、将第一键相信号与电动给水泵组的定速轴上的振动传感器组进行匹配，得到定速轴的振动信号和相位信号；同时，将第二键相信号与电动给水泵组的变速轴上的振动传感器组进行匹配，得到变速轴的振动信号和相位信号；

5、将所述定速轴的振动信号和相位信号，以及所述变速轴的振动信号和相位信号进行转换，得到数据信息；

6、将所述数据信息进行分析，得到监测信息，根据监测信息，得到故障检修建议并发出报警信号。

7、进一步地，所述数据信息的传输方式包括：蓝牙传输、无线局域网传输和5g信号传输。

8、进一步地，所述将数据信息进行分析中，所述分析的方式包括：将转换后的数据信息进行筛选后，进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换的数据信息，将快速傅里叶变换的数据信息与内置故障数据库进行对比分析。

9、进一步地，所述监测信息包括：若干振动传感器组的测量数据、定速轴相位数据、变速轴相位数据、波德图、轴心轨迹图和常规频谱分析信息。

10、进一步地，所述根据监测信息，得到故障检修建议并发出报警信号，具体包括：

11、根据所述若干振动传感器组的测量数据、定速轴相位数据和变速轴相位数据，得到定速轴和变速轴的振动变化曲线；

12、将所述定速轴和变速轴的振动变化曲线，与所述上位机内置故障数据库中的历史振动变化曲线进行对比，预测自身轴系的振动变化情况；

13、根据自身轴系的振动变化情况，得到故障检修建议并发出报警信号。

14、一种多维速度旋转机械振动在线监测装置，所述的在线监测方法，包括：信号检测装置、信号采集转换装置和上位机，信号检测装置通过信号采集转换装置连接上位机；

15、信号检测装置包括：前置泵、电动机、液力耦合器、给水泵、第一键相传感器、第二键相传感器和若干振动传感器组；

16、所述若干振动传感器组包括：第一振动传感器组、第二振动传感器组、第三振动传感器组、第四振动传感器组和第五振动传感器组；

17、前置泵的一端连接电动机的一端，电动机的另一端连接液力耦合器的一端，液力耦合器的另一端连接给水泵一端，第一振动传感器组安装在前置泵另一端的轴承座上，第二振动传感器组安装在前置泵与电动机连接处的轴承座上，第一键相传感器安装在电动机的定速轴上，第三振动传感器组安装在液力耦合器的输出轴上，第四振动传感器组安装在给水泵的输入轴上，第二键相传感器安装在液力耦合器的输出轴上，第五振动传感器组安装在给水泵另一端的轴承座上。

18、进一步地，所述振动传感器组包括：水平方向的振动位移传感器、垂直方向的振动速度传感器、轴向的振动速度传感器。

19、一种多维速度旋转机械振动在线监测系统，包括：

20、信号采集模块，用于将第一键相信号与电动给水泵组的定速轴上的振动传感器组进行匹配，得到定速轴的振动信号和相位信号；同时，将第二键相信号与电动给水泵组的变速轴上的振动传感器组进行匹配，得到变速轴的振动信号和相位信号；

21、信号转换模块，用于将所述定速轴的振动信号和相位信号，以及所述变速轴的振动信号和相位信号进行转换，得到数据信息；

22、分析处理模块，用于将所述数据信息进行分析，得到监测信息，根据监测信息，得到故障检修建议并发出报警信号。

23、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种多维速度旋转机械振动在线监测方法的步骤。

24、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种多维速度旋转机械振动在线监测方法的步骤。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、本发明提供一种多维速度旋转机械振动在线监测方法，将采集电动给水泵组各个轴承位置的振动信号并与键相信号共同传输至上位计算机，通过开发的软件系统对信号处理与耦合后，呈现各振动测点的振动数值，基本频谱图等；通过与内置故障库对比，实现对超标数据报警、早期故障诊断预警及检修方向的建议等。该方法能够解决现有技术监测方式单一的问题，实现实时监控，呈现各振动测点的振动数值，测量定速轴与变速轴的相位，提供轴心轨迹图等常规谱图；

27、进一步地，本发明将数据信息与内置故障数据库进行对比，能够实现同步分析，区别分析定速轴与变速轴的振动变化，对比历史振动变化趋势及故障劣化程度。

28、进一步地，本发明结合定速轴与变速轴的相位情况，预测自身轴系的振动变化情况，能够将智能预测与测量相结合实现精准化报警，并提供解决方案，依据不同轴的报警类型提出相应的设备处理方案。

29、本发明提供一种多维速度旋转机械振动在线监测装置，主要包括振动位移传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器、第一键相传感器、第二键相传感器、信号采集转换装置和上位机。通过该装置能够实时输出显示各振动传感器测量数据、各部件在泵组启停过程中的瞬态过程图形、各部件在不同工况下的相应曲线及常规频谱分析以及频谱分析结果与检修建议，解决现有技术监测方式单一的问题，能够区别多根轴之间的振动相位变化的相对情况。

技术特征：

1.一种多维速度旋转机械振动在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多维速度旋转机械振动在线监测方法，其特征在于，所述数据信息的传输方式包括：蓝牙传输、无线局域网传输和5g信号传输。

3.根据权利要求1所述的一种多维速度旋转机械振动在线监测方法，其特征在于，所述将数据信息进行分析中，所述分析的方式包括：将转换后的数据信息进行筛选后，进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换的数据信息，将快速傅里叶变换的数据信息与内置故障数据库进行对比分析。

4.根据权利要求1所述的一种多维速度旋转机械振动在线监测方法，其特征在于，所述监测信息包括：若干振动传感器组的测量数据、定速轴相位数据、变速轴相位数据、波德图、轴心轨迹图和常规频谱分析信息。

5.根据权利要求1所述的一种多维速度旋转机械振动在线监测该方法，其特征在于，所述根据监测信息，得到故障检修建议并发出报警信号，具体包括：

6.一种多维速度旋转机械振动在线监测装置，采用权利要求1～5任意一项所述的在线监测方法，其特征在于，包括：信号检测装置、信号采集转换装置和上位机，信号检测装置通过信号采集转换装置连接上位机；

7.根据权利要求6所述的一种多维速度旋转机械振动在线监测系统，其特征在于，所述振动传感器组包括：水平方向的振动位移传感器(14)、垂直方向的振动速度传感器(15)、轴向的振动速度传感器(16)。

8.一种多维速度旋转机械振动在线监测系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～5任一项所述一种多维速度旋转机械振动在线监测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～5任一项所述一种多维速度旋转机械振动在线监测方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种多维速度旋转机械振动在线监测装置、方法及系统，涉及设备故障在线诊断领域，该装置主要包括：振动传感器组、信号采集转换装置和信号分析装置。本发明将采集电动给水泵组各个轴承位置的振动信号并与键相信号共同传输至上位计算机，通过开发的软件系统对信号处理与耦合后，呈现各振动测点的振动数值，基本频谱图等；通过与内置故障库对比，实现对超标数据报警、早期故障诊断预警及检修方向的建议等，解决传统振动监测领域监测方式单一，不能有效的在线识别设备故障的问题。

技术研发人员：徐景悦,沙德生,杨智,李建超,安思远,房倩,范泽褀,王庆宇,宫紫郁,吴国民,邹歆,陈颖,高开峰,林航冰,唐立新
受保护的技术使用者：华能北京热电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19