專利名稱：：一種振動在線監(jiān)測故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型屬于設(shè)備故障診斷
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種振動在線監(jiān)測故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的維護(hù)維修手段越來越不能勝任設(shè)備安全高效運(yùn)行的需求，各種事故時有發(fā)生。嚴(yán)重的災(zāi)難性事故不但造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且造成很大的人員傷亡和環(huán)境污染，因此保證設(shè)備的安全運(yùn)行，消除事故，是十分緊迫的問題。在這種形勢下，結(jié)合了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代信號分析技術(shù)、專家系統(tǒng)理念及機(jī)械故障機(jī)理研究成果的設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它能及時、正確地對各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)做出診斷，預(yù)防或消除故障，保證設(shè)備發(fā)揮最大的設(shè)計能力，指導(dǎo)設(shè)備的管理和維修?，F(xiàn)有的設(shè)備故障診斷技術(shù)通常是根據(jù)設(shè)備的溫度、壓力或者轉(zhuǎn)速等采集信號來進(jìn)行故障分析、診斷和預(yù)報，但是，基于這些信號的故障診斷技術(shù)都無法真正做到準(zhǔn)確、有效、全面地診斷出設(shè)備的現(xiàn)實和潛在故障，現(xiàn)有技術(shù)的這些不足已越來越不能滿足市場的需求。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種振動在線監(jiān)測故障診斷裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對設(shè)備的故障診斷通常只能基于采集的溫度、壓力或者轉(zhuǎn)速等信號進(jìn)行，無法真正做到準(zhǔn)確、有效、全面地診斷出設(shè)備的現(xiàn)實和潛在故障的問題。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種振動在線監(jiān)測故障診斷裝置，所述裝置包括對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特征信號進(jìn)行采集并輸出的信號采集單元；對所述信號采集單元輸出的所述運(yùn)行特征信號進(jìn)行預(yù)處理并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的信號預(yù)處理單元；接收所述信號預(yù)處理單元輸出的信號數(shù)據(jù)并輸出的接口單元；存儲信號數(shù)據(jù)及設(shè)備故障的振動特征和敏感參數(shù)的存儲單元；對所述存儲單元中的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行信號分析并輸出信號分析結(jié)果的信號分析單元；根據(jù)所述存儲單元中的信號數(shù)據(jù)及設(shè)備故障的振動特征和^:感參數(shù)，以及所述信號分析單元輸出的信號分析結(jié)果對設(shè)備進(jìn)行故障診斷并輸出的故障診斷單元；以及將所述接口單元輸出的信號數(shù)據(jù)存入所述存儲單元的控制單元。所述信號分析單元包括根據(jù)所述信號數(shù)據(jù)判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實時狀況并輸出的實時狀況監(jiān)測才莫塊；對所述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行相位分析并輸出的相位分析模塊；才艮據(jù)所述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行幅值、相位及轉(zhuǎn)速計算并輸出的啟停機(jī)分析模塊；對所述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行離線地時域、頻域、趨勢及小波分析并輸出的離線數(shù)據(jù)分析模塊；以及根據(jù)所述信號數(shù)據(jù)對設(shè)備進(jìn)行動平衡校正的動平衡校正模塊。所述裝置還包括顯示所述信號分析單元和所述故障診斷單元輸出的分析結(jié)果和診斷結(jié)果，以及接收用戶的操作信息和設(shè)置信息的數(shù)據(jù)交互單元；以及將所述信號分析單元和所述故障診斷單元輸出的分析結(jié)果和診斷結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，以及接收遠(yuǎn)程監(jiān)測終端的請求信息的網(wǎng)絡(luò)通信單元。本實用新型的突出優(yōu)點是本實用新型通過在機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行過程中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，實時地采集設(shè)備的振動等信號，通過對該采集信號頻譜等多種信號分析，以及根據(jù)設(shè)備的振動信號、信號分析結(jié)果及設(shè)備的故障振動特征等參數(shù)進(jìn)行故障的診斷分析，從而可以實時、準(zhǔn)確、有效、全面地掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況，并能及時地診斷出設(shè)備的現(xiàn)實及潛在故障，并做出預(yù)報。圖1是本實用新型提供的振動在線監(jiān)測故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中的信號分析單元的構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型提供的振動在線監(jiān)測故障診斷裝置通過在機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行過程中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，實時地采集設(shè)備的振動等信號，通過對該采集信號進(jìn)行時域、頻域、相位、小波等多種信號分析，以及根據(jù)設(shè)備的采集信號及設(shè)備的故障振動特征等參數(shù)進(jìn)行故障出現(xiàn)概率分析，從而可以實時、準(zhǔn)確、有效、全面地掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況，并能及時地診斷出設(shè)備的潛在故障，并做出預(yù)報。圖1示出了本實用新型提供的振動在線監(jiān)測故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分，這些部分可以是軟件、硬件或軟硬件結(jié)合的模塊。信號采集單元11通過多種傳感器實時地采集機(jī)械設(shè)備各監(jiān)測點的振動、相位、轉(zhuǎn)速等運(yùn)行特征信號，并傳輸給信號預(yù)處理單元12。其中，所述振動信號包括振動位移信號和振動加速度信號，所述信號釆集單元11采集的信號還可以包括溫度、壓力、電渦流等信號。信號預(yù)處理單元12對上述運(yùn)行特征信號進(jìn)行前置放大/電荷放大、整形、濾波、耦合，以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等預(yù)處理后，經(jīng)接口單元13將處理后的信號數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸給控制單元15。控制單元15將信號數(shù)據(jù)存至存儲單元110,并同步控制信號分析單元17調(diào)用相應(yīng)的模塊進(jìn)行相應(yīng)的信號分析，以及控制故障診斷單元19進(jìn)行故障分析診斷。本實用新型中，信號分析單元17的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中，各才莫塊的功能詳述如下實時狀況監(jiān)測模塊171實時地將各監(jiān)測點的位置和振動值，和/或各通道的信息和參量值，和/或根據(jù)信號數(shù)據(jù)生成的時、頻域波形圖、柱狀圖等輸出到數(shù)據(jù)交互單元18中的數(shù)據(jù)顯示模塊(圖中未示出)進(jìn)行實時地顯示，同時，也可以根據(jù)存儲單元110中存儲的采樣點數(shù)、分析頻率對上述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣分析，并根據(jù)存儲單元110中對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等級的判斷標(biāo)準(zhǔn)判斷上述各監(jiān)測點所處的狀態(tài)(如好、注意、危險等)，通過顯示值的顏色示出所處狀態(tài)，還可以根據(jù)存儲單元110中的報警參數(shù)在上述振動值超標(biāo)、或達(dá)到某狀態(tài)時發(fā)送中斷信號至控制單元15,控制單元15則通過控制報警單元14進(jìn)行報警。相位分析模塊172則通過對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行相位分析，并可根據(jù)用戶的設(shè)置生成倍頻相位差圖、各測點相位差圖、相位趨勢圖等輸出至上述數(shù)據(jù)顯示模塊進(jìn)行顯示。啟停機(jī)分析模塊173則根據(jù)信號數(shù)據(jù)進(jìn)行幅值、相位、轉(zhuǎn)速計算，并可根據(jù)用戶的設(shè)置生成Nyquist圖、Bode圖、及瀑布圖，并輸出至上述數(shù)據(jù)顯示模塊進(jìn)行顯示。離線數(shù)據(jù)分析模塊174則用于在離線時對存儲單元110中的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，生成的各種分析結(jié)論和分析圖可通過上述數(shù)據(jù)顯示模塊進(jìn)行顯示。本實用新型中對信號數(shù)據(jù)的分析包括時域分析、頻譜分析、趨勢分析、小波分析、軸心軌跡分析、平均分析、三維譜分析等。其中，所述時域分析包括時域波形、概率密度、自相關(guān)分析、互相關(guān)分析等，生成的各種時域分析圖將實時地顯示多種有量綱參數(shù)(峰值、平均值、有效值)和多種無量綱參數(shù)，以便于對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。所述頻語分析包括幅值鐠、對數(shù)譜、相位譜、倒頻語分析等，生成的各種頻鐠分析圖將實時顯示最大語峰及對應(yīng)頻率。頻語分析的結(jié)果可為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備不平衡、不對中、軸彎曲、軸裂紋等故障的分析與診斷提供有效的參考。所述趨勢分析可根據(jù)用戶的設(shè)置對振動信號數(shù)據(jù)進(jìn)行折線趨勢分析或曲線趨勢分析，以及根據(jù)存儲單元110中的歷史振動信號數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，及對峰值、有效值、lx、2x、3x等多頻段進(jìn)行趨勢分析，并根據(jù)存儲單元110中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)以分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的趨勢，并輸出趨勢結(jié)論。動平衡校正模塊175則通過采用影響系數(shù)法和試重平衡法等多種動平衡計算方法對旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)子進(jìn)行單面或雙面動平衡分析，判斷其是否達(dá)到平衡等級，并輸出校正重量的大小和相位及判斷結(jié)果。故障診斷單元19則根據(jù)上述振動信號數(shù)據(jù)、頻鐠分析結(jié)果及存儲單元110(T叉會雙r罕HT的銀初符^f止，取恐夢雙恭勿1/f刊斷18L測"^實故障或潛在故障，并將分析診斷結(jié)果輸出至上述數(shù)據(jù)顯示模塊進(jìn)行顯示'以下示出了旋轉(zhuǎn)機(jī)械幾種典型故障的振動特征和敏感參數(shù)分析表表l轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的振動特征和敏感參數(shù)轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的振動特征<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心的敏感參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>各類機(jī)械故障在振動信號上都有相關(guān)的特征信息，和各種參量也有相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。故障診斷單元19根據(jù)這些信息就能夠?qū)C(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估，對故障類型、故障部位和故障的出現(xiàn)概率進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，其診斷結(jié)論也可為診斷人員提供參考。上述數(shù)據(jù)交互單元18還包括用戶數(shù)據(jù)接收模塊(圖中未示出)，用于接收用戶通過外接或裝置內(nèi)置的鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備輸入的操作指令信息、設(shè)置信息等，并將相關(guān)信息發(fā)送給控制單元15。本實用新型提供的振動在線監(jiān)測故障診斷裝置還包括網(wǎng)絡(luò)通信單元16，在控制單元15的主動控制或遠(yuǎn)程監(jiān)測終端的請求下，控制單元15控制信號分析單元17和故障診斷單元19將信號數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和分析圖、診斷結(jié)果等實時地發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)通信單元16，再由網(wǎng)絡(luò)通信單元16將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實時地發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，從而診斷人員即使不在監(jiān)測設(shè)備本地也可實施對檢測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和故障的診斷分析。況下，實時地采集設(shè)備的振動等信號，通過對該采集信號頻語等多種信號分析,以及根據(jù)設(shè)備的振動信號、信號分析結(jié)果及設(shè)備的故障振動特征等參數(shù)進(jìn)行故障的診斷分析，從而可以實時、準(zhǔn)確、有效、全面地掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況，并能及時地診斷出設(shè)備的現(xiàn)實及潛在故障，并做出預(yù)報。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)權(quán)利要求1、一種振動在線監(jiān)測故障診斷裝置，其特征在于，所述裝置包括對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特征信號進(jìn)行采集并輸出的信號采集單元；對所述信號采集單元輸出的所述運(yùn)行特征信號進(jìn)行預(yù)處理并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的信號預(yù)處理單元；接收所述信號預(yù)處理單元輸出的信號數(shù)據(jù)并輸出的接口單元；存儲信號數(shù)據(jù)及設(shè)備故障的振動特征和敏感參數(shù)的存儲單元；對所述存儲單元中的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行信號分析并輸出信號分析結(jié)果的信號分析單元；根據(jù)所述存儲單元中的信號數(shù)據(jù)及設(shè)備故障的振動特征和敏感參數(shù)，以及所述信號分析單元輸出的信號分析結(jié)果對設(shè)備進(jìn)行故障診斷并輸出的故障診斷單元；以及將所述接口單元輸出的信號數(shù)據(jù)存入所述存儲單元的控制單元。2、如權(quán)利要求1所述的振動在線監(jiān)測故障診斷裝置，其特征在于，所述信號分析單元包括根據(jù)所述信號數(shù)據(jù)判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實時狀況并輸出的實時狀況監(jiān)測模塊；對所述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行相位分析并輸出的相位分析模塊；根據(jù)所述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行幅值、相位及轉(zhuǎn)速計算并輸出的啟停機(jī)分析模塊；對所述信號數(shù)據(jù)進(jìn)行離線地時域、頻域、趨勢及小波分析并輸出的離線數(shù)據(jù)分析模塊；以及根據(jù)所述信號數(shù)據(jù)對設(shè)備進(jìn)行動平衡校正的動平衡校正模塊。3、如權(quán)利要求l所述的振動在線監(jiān)測故障診斷裝置，其特征在于，所述裝置還包括以及接收用戶的操作信息和設(shè)置信息的數(shù)據(jù)交互單元；以及將所述信號分析單元和所述故障診斷單元輸出的分析結(jié)果和診斷結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，以及接收遠(yuǎn)程監(jiān)測終端的請求信息的網(wǎng)絡(luò)通信單元。專利摘要本實用新型適用于設(shè)備故障診斷
技術(shù)領(lǐng)域：
，提供了一種振動在線監(jiān)測故障診斷裝置，包括對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特征信號進(jìn)行采集并輸出的信號采集單元；對信號采集單元輸出的運(yùn)行特征信號進(jìn)行預(yù)處理并輸出處理后的信號數(shù)據(jù)的信號預(yù)處理單元；接收信號預(yù)處理單元輸出的信號數(shù)據(jù)并輸出的接口單元；存儲信號數(shù)據(jù)及設(shè)備故障的振動特征和敏感參數(shù)的存儲單元；對存儲單元中的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行信號分析并輸出信號分析結(jié)果的信號分析單元；根據(jù)存儲單元中的信號數(shù)據(jù)及設(shè)備故障的振動特征和敏感參數(shù)，以及信號分析單元輸出的信號分析結(jié)果對設(shè)備進(jìn)行故障診斷并輸出的故障診斷單元；以及將接口單元輸出的信號數(shù)據(jù)存入存儲單元的控制單元。文檔編號G01M99/00GK201311360SQ20082006386公開日2009年9月16日申請日期2008年6月20日優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日發(fā)明者熊偉杰申請人:四川恒達(dá)電子科技有限公司