一种用于飞点装置的轴振动监测系统与方法与流程

本发明涉及辐射成像领域，并且更具体地，涉及一种用于飞点装置的轴振动监测系统与方法。

背景技术：

背散射检查装置，特别是背散射检查车，根据背散射的成像原理，需有飞点装置来产生飞点，以保证其在纵向位置处以列为单位产生一系列飞点，系统再采集每一个扫描点的横向、纵向的位置信息，才能够得到一幅完整的扫描图像，这就需要飞点装置周而复始地旋转。背散射检查车的飞点装置是按列扫描的，即在纵向位置依次按点扫描完成一列再扫描下一列。其工作时，飞点装置高速旋转有可能会导致其受力达到极限值而产生机械损坏，飞点装置在旋转过程中受力状态会改变，相应地，其轴振动值会成一定趋势地变化。虽然已有的辐射扫描设备可以执行安检任务，但是由于不考虑飞点装置的受力状态，因而极易造成飞点装置的机械损坏，安全性较差。

针对现有技术中的问题，需要一种监测系统与方法，监测飞点装置的轴振动值，以实时监控飞点装置的运行状态，来达到预警和保护作用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种用于飞点装置的轴振动监测系统与方法，来监测飞点装置的轴振动值，以实时监控飞点装置的受力和运行状态，避免飞点装置在其高速旋转的过程中因受力达到极限状态而可能出现的机械损坏，保证设备的安全性，来达到预警和保护作用。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种用于飞点装置的轴振动监测系统，包括：

轴振动监测装置，用于监测飞点装置的轴振动；

控制系统，连接到轴振动监测装置和驱动飞点装置旋转的驱动装置，用于根据监测到的轴振动来控制驱动装置。

根据本发明的另一个实施例，轴振动监测装置包括：

靠近飞点装置的转轴设置的轴振动探头，用于探测转轴的振动值；

轴振动变送保护表，连接到轴振动探头，用于将转轴的振动值改变为模拟量。

根据本发明的另一个实施例，轴振动探头设置在飞点装置的转轴的侧面，所探测的转轴的振动值为轴振动探头与飞点装置的转轴之间的距离。

根据本发明的另一个实施例，轴振动探头设置在转轴处的轴承座中，所探测的转轴的振动值为轴承座处的振动值。

根据本发明的另一个实施例，控制系统包括：

plc处理模块，连接到轴振动变送保护表，用于接收轴振动变送保护表发送来的模拟量；

plccpu，连接到plc处理模块，用于将plc处理模块得到的模拟量计算为轴振动值，并且根据计算的轴振动值来控制驱动装置。

根据本发明的另一个实施例，控制系统用于在监测到的轴振动等于或大于预定阈值时控制驱动装置降速或降速至停止。

根据本发明的另一个实施例，轴振动监测装置还包括：

轴振动集成模块，连接到轴振动变送保护表，用于监测轴振动变送保护表的运行状态并设置轴振动变送保护表的零点。

根据本发明的另一个实施例，轴振动集成模块可控制一个或多个轴振动变送保护表。

本发明实施例的另一方面，提供一种用于飞点装置的轴振动监测方法，包括以下步骤：

轴振动监测装置监测飞点装置的轴振动；

控制系统根据监测到的轴振动来控制驱动装置；

其中，轴振动监测方法使用了上述任一项的用于飞点装置的轴振动监测系统。

根据本发明的一个实施例，控制驱动装置包括：

判断轴振动的值是否等于或大于预定阈值，若是则向驱动装置发送降速命令，若否，则返回；

判断降速命令是否发送成功以及飞点装置是否降速，若是则结束，若否，则再次发送降速命令。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的用于飞点装置的轴振动监测系统与方法，通过包括：轴振动监测装置，用于监测飞点装置的轴振动；控制系统，连接到轴振动监测装置和驱动飞点装置旋转的驱动装置，用于根据监测到的轴振动来控制驱动装置。以及轴振动监测装置监测飞点装置的轴振动；控制系统根据监测到的轴振动来控制驱动装置。能够监测飞点装置的轴振动值，以实时监控飞点装置的受力和运行状态，避免飞点装置在其高速旋转的过程中因受力达到极限状态而可能出现的机械损坏，保证设备的安全性，来达到预警和保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测系统的结构框图；

图2为本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测系统的一个实施例的结构框图；

图3为本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测系统的轴振动探头的设置方式的一个实施例的示意图；

图4为本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测系统的轴振动探头的设置方式的另一个实施例的示意图；

图5为本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测方法的流程图；

图6为本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种用于飞点装置的轴振动监测系统。图1示出的是本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测系统的结构框图。该系统特别是用于背散射检查车的飞点装置。

一种用于飞点装置的轴振动监测系统包括：轴振动监测装置2和控制系统3。其中，飞点装置1是一个转子，可以是飞轮，也可以是转筒。在转子上可设计不同的槽段，以达到约束x射线射出线路从而形成飞点的目的，转子上的槽段需经过计算后进行设计。飞点装置1还包括转轴、轴承、轴承座，其中转轴通过轴承来可旋转地支撑在轴承座上，该轴承座固定地连接到飞点装置1的壳体。轴振动监测装置2用于监测飞点装置1的轴振动。具体地，可以通过检测飞点装置1的轴处的随时间变化的振动幅度和/或相对于轴振动监测装置2的距离来监测飞点装置1的轴振动，也可以通过任何本领域已知的方式来监测。控制系统3连接(例如通过信号电缆，也可以通过其他已知的有线或无线的方式)到轴振动监测装置2和驱动飞点装置1旋转的驱动装置4，并且用于根据监测到的轴振动来控制驱动装置4。在一个示例中，控制系统3对轴振动的值进行处理。在一个示例中，控制系统3用于在监测到的轴振动等于或大于预定阈值时控制驱动装置4降速或降速至停止。该预定阈值是预先存储在控制系统3中的存储装置中。本文所述的信号电缆用于装置或设备之间的信号传输。

具体地，当飞点装置1转动时，轴振动监测装置2实时监测飞点装置1的轴振动值，并将信号传送给控制系统3。设定某一轴振动值为危险值(预定阈值)，在轴振动值达到此危险值(预定阈值)时控制系统3控制飞点装置1的驱动装置4降速，甚可至终止运行，即可保证飞点装置1不发生破坏。

在一个示例中，轴振动监测装置2包括：轴振动探头、轴振动变送保护表和轴振动集成模块。轴振动探头靠近飞点装置1的转轴设置，用于探测转轴的振动值。在一个示例中，该轴振动探头可以是距离传感器。在另一个示例中，轴振动探头设置在飞点装置1的转轴的侧面，以用于探测其与飞点装置1的转轴之间的距离。具体地，轴振动探头可以通过本领域已知的连接件(例如支架)固定地或可拆卸地安装在飞点装置1的转轴处的轴承座和/或飞点装置1的壳体上。轴振动变送保护表连接(例如通过信号电缆，也可以通过其他已知的有线或无线的方式)到轴振动探头，用于将轴振动探头与飞点装置1的转轴之间的距离量改变为模拟量。轴振动集成模块连接(例如通过信号电缆，也可以通过其他已知的有线或无线的方式)到轴振动变送保护表，用于监测轴振动变送保护表的运行状态并设置轴振动变送保护表的零点。并且轴振动集成模块可控制一个或多个轴振动变送保护表，例如8个。其中，零点为：在飞点装置静止时，通过轴振动集成模块，将轴振动值调节为0um，此过程称之为零点调节。

另外地或可选地，轴振动探头还可以设置在转轴处的轴承座中，用于探测轴承座处的振动值。其中，在另外包括设置在轴承座中的轴振动探头的情况下，该轴振动探头连接到轴振动变送保护表或另外的轴振动变送保护表。其中另外的轴振动变送保护表连接到控制系统3。

在一个示例中，控制系统3包括：plc(可编程控制器，programmablelogiccontroller)处理模块和plccpu。其中cpu(centralprocessingunit)为中央处理器。plc处理模块连接(例如通过信号电缆，也可以通过其他已知的有线或无线的方式)到轴振动变送保护表，用于接收轴振动变送保护表发送来的模拟量。plccpu连接(例如通过信号电缆，也可以通过其他已知的有线或无线的方式)到plc处理模块，用于将plc处理模块得到的模拟量计算为轴振动值，并且根据计算的轴振动值来控制驱动装置4。

图2示出了本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测系统的一个实施例的结构框图。其中，一种用于飞点装置的轴振动监测系统包括：轴振动探头21、轴振动变送保护表22、轴振动集成模块23、plc处理模块31和plccpu32。其中，飞点装置1用于产生飞点，其转轴随飞点装置1一起转动。轴振动探头21用于探测其与飞点装置1的转轴之间的距离。轴振动变送保护表22连接(例如通过信号电缆，也可以通过其他已知的有线或无线的方式)到轴振动探头21，用于将轴振动探头21与飞点装置1的转轴之间的距离量改变为4-20ma模拟量。轴振动集成模块23连接到轴振动变送保护表22，用于监测轴振动变送保护表22的运行状态并设置轴振动变送保护表22的零点。并且轴振动集成模块23可最多控制8个轴振动变送保护表22。plc处理模块31连接到轴振动变送保护表22，用于接收并处理轴振动变送保护表22发送来的4-20ma模拟量。plccpu32连接到plc处理模块31，用于接收plc处理模块31的4-20ma模拟量，将4-20ma模拟量计算为轴振动值，并且根据计算的轴振动值来控制驱动装置4。轴振动监测系统主要由轴振动探头21、轴振动变送保护表22和轴振动集成模块23及其信号电缆组成。

具体地，轴振动探头21伸到飞点装置1的转轴的侧面，当飞点装置1转动时，飞点装置1会出现抖动现象，此时飞点装置1的转轴与轴振动探头21之间的距离会发生变化，轴振动探头21会感应到距离值，该距离值经由信号电缆传送到轴振动变送保护表22，输出4-20ma的模拟量，经由plc处理模块31进行接收，通过信号电缆将其值传送给plccpu32，plccpu32将4-20ma值进行处理得到轴振动值。设定某一轴振动值为危险值(预定阈值)，在轴振动值达到此危险值(预定阈值)时plccpu32控制飞点装置1的驱动装置4降速，甚至终止运行，即可保证飞点装置不发生破坏。

其中，经过大量工程试验得到，当轴振动值大于等于aum时，飞点装置在很大概率上会发生机械损坏，则设置轴振动值的危险值(预定阈值)为bum(b小于等于a)。

在某些实施例中，当轴振动值大于等于140um时，飞点装置在很大概率上会发生机械损坏，则设置轴振动值的危险值(预定阈值)为120um，可以保证飞点装置高速安全可靠的运行。

图3是轴振动探头21的一种安装方式，轴振动探头21与飞点装置1的转轴之间的允许安装间隙为0.25mm-2.25mm，最佳安装间隙为1.25mm。飞点装置1的转轴的材料为铁氧体，飞点装置1的转轴的最小直径为50.8mm。

可选地，如图4所示，轴振动监测装置2还包括轴振动探头24，或者替代轴振动探头21，轴振动探头24设置在转轴处的轴承座中，用于探测轴承座处的振动值。具体地，轴振动探头24顶部自带螺纹，在飞点装置1的轴承座表面开螺纹孔，将轴振动探头24顶部的螺纹部分拧入此螺纹孔，即可监测飞点装置1的轴振动值。其中，轴振动变送保护表22连接到轴振动探头24，并且用于将轴承座处的振动值改变为模拟量。

轴振动监测装置(以及其中的探头或探测器)的设置不局限于上述组合，有同种类似功能的装置或设置也可实现轴振动值的监测。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的用于飞点装置的轴振动监测系统，通过包括：轴振动监测装置，用于监测飞点装置的轴振动；控制系统，连接到轴振动监测装置和驱动飞点装置旋转的驱动装置，用于根据监测到的轴振动来控制驱动装置，能够监测飞点装置的轴振动值，以实时监控飞点装置的受力和运行状态，避免飞点装置在其高速旋转的过程中因受力达到极限状态而可能出现的机械损坏，保证设备的安全性，来达到预警和保护作用。

背散设备在运行时，飞点装置需时刻保持高速旋转。传统方式下无法监测飞点装置的受力状态，为了保证设备的安全性，采用在飞点装置转轴处安装轴振动探头，并连接轴振动变送保护表和集成模块以及plc处理模块，获取飞点装置的轴振动值，从而在飞点装置即将发生破坏时对其进行降速控制。

基于上述目的，本发明实施例的另一个方面，提出了一种用于飞点装置的轴振动监测方法。图5示出了本发明提供的用于飞点装置的轴振动监测方法的流程图。

一种用于飞点装置的轴振动监测方法，包括以下步骤：

s101：轴振动监测装置2监测飞点装置1的轴振动；

s103：控制系统3根据监测到的轴振动来控制驱动装置4；

其中，轴振动监测方法使用上述的用于飞点装置的轴振动监测系统。

在一个实施例中，如图6所示，控制驱动装置4的步骤包括：

判断轴振动的值是否等于或大于预定阈值，若是则向驱动装置4发送降速命令，若否，则返回；

判断降速命令是否发送成功以及飞点装置1是否降速，若是则结束，若否，则再次发送降速命令。

具体地，轴振动监测装置2及plc单元(包括plc处理模块31和plccpu32)联合实时监控飞点装置1的轴振动值，当飞点装置1的轴振动值小于危险值(预定阈值)时，不采取任何措施；当飞点装置1的振动值大于等于危险值(预定阈值)时，plccpu32向飞点装置1的驱动装置4发送降速命令，监测该命令是否发送成功且飞点装置1是否开始降速，若命令发送不成功或飞点装置1未开始降速，则再次发送命令直至命令发送成功且飞点装置1开始降速。

其中，当轴振动值大于等于aum时，飞点装置在很大概率上会发生机械损坏，则设置轴振动值的危险值(预定阈值)为bum(b小于等于a)。具体地，当轴振动值大于等于140um时，飞点装置在很大概率上会发生机械损坏，则设置轴振动值的危险值(预定阈值)为120um，可以保证飞点装置高速安全可靠的运行。

本实施例是得到轴振动值后，用所得到的轴振动值与危险值(事先设定的预定阈值)进行比较，当轴振动值等于或大于此值时，控制飞点装置降速。在另一个实施例中，也可通过处理来得到转速、时间与轴振动值的曲线，用此曲线与正常曲线(事先设定)进行比较，当两者有不同时，控制飞点装置至安全运行转速，或者自动终止运行。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的用于飞点装置的轴振动监测方法，通过包括：轴振动监测装置监测飞点装置的轴振动；控制系统根据监测到的轴振动来控制驱动装置，能够监测飞点装置的轴振动值，以实时监控飞点装置的受力和运行状态，避免飞点装置在其高速旋转的过程中因受力达到极限状态而可能出现的机械损坏，保证设备的安全性，来达到预警和保护作用。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个部件均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”(“a”、“an”、“the”)旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。