專利名稱：基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型主要涉及到故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，特指一種針對汽輪發(fā)電機組中滑動軸 承的故障診斷設(shè)備。
背景技術(shù)：
滑動軸承是汽輪發(fā)電機組(簡稱汽輪機)的重要部件?；瑒虞S承一般工作于較 差的環(huán)境中，且載荷十分重，因此在運行時容易發(fā)生各種故障，甚至導(dǎo)致設(shè)備損壞及發(fā)生安 全事故，從而影響到人員安全、造成較大的經(jīng)濟損失。由此可見，對汽輪發(fā)電機組中滑動軸 承的工作狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測和故障診斷是非常重要的。目前，對于汽輪發(fā)電機組中滑動軸 承的監(jiān)測一般是通過人工的方式來進(jìn)行，檢測人員通過人工檢測或通過一些輔助儀器上顯 示的參數(shù)或曲線，憑經(jīng)驗來判斷滑動軸承的狀態(tài)，這種人工檢測的方式對檢測人員的素質(zhì) 要求很高，而且整個檢測過程不夠智能化，效率低下，常出現(xiàn)誤檢、漏檢的現(xiàn)象。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提 供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、自動化程度高、操作簡便快速、檢測精度高的基于聲發(fā)射 檢測的汽輪機滑動軸承故障檢測裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的解決方案為一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)以及 安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上一個以上的聲發(fā)射傳感器，所述聲發(fā)射傳感器接收滑動 軸承的聲發(fā)射信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，其特征在于所述故障診斷裝置還包括安裝 在汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)軸末端鑒相處的轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測汽輪發(fā)電機組 的轉(zhuǎn)速信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，所述聲發(fā)射檢測系統(tǒng)根據(jù)對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的聲發(fā)射信號 進(jìn)行處理，提取特征后完成故障診斷。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述聲發(fā)射傳感器通過電纜經(jīng)前置放大器、數(shù)據(jù)采集卡后與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)相 連。所述轉(zhuǎn)速傳感器通過電纜經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡后與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型裝置的優(yōu)點就在于1、本實用新型的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單 緊湊、成本低廉、自動化程度高、操作簡便快速、檢測精度高等優(yōu)點；能夠獲取更全面故障信 息、能早期判斷故障和定位故障；2、本實用新型是基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障檢測裝置，其聲發(fā)射傳感 器和轉(zhuǎn)速傳感器安裝方便，只需簡單粘貼在待測物體上即可；該裝置抗干擾性強，其前置放 大器的硬件濾波功能和檢測系統(tǒng)的數(shù)字濾波更有效的去除了噪聲干擾；3、本實用新型獲取了汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速信號和滑動軸承的聲發(fā)射信號，針對滑動軸承在不同汽輪機轉(zhuǎn)速下所具備的不同特征，實時提取了對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的滑動軸承聲發(fā)射 信號特征，完成對汽輪機滑動軸承故障的自動判斷，因此進(jìn)一步提高了故障診斷的精度。4、本實用新型基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，對汽輪機滑動軸 承的聲發(fā)射信號進(jìn)行實時獲取、信號分析、特征提取、并利用一定的規(guī)則進(jìn)行故障判斷，對 于預(yù)防故障的發(fā)生，維護(hù)機組安全有重要價值。

圖1是本實用新型在應(yīng)用實例中的框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型在使用時的工作流程示意圖。圖例說明1、聲發(fā)射傳感器；2、轉(zhuǎn)速傳感器；3、滑動軸承；4、汽輪發(fā)電機組；5、前置放大器； 6、數(shù)據(jù)采集卡；7、聲發(fā)射檢測系統(tǒng)。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本實用新型的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包 括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7以及安裝于汽輪發(fā)電機組4的滑動軸承3上一個以上的聲發(fā)射傳感器 1，聲發(fā)射傳感器1接收滑動軸承3的聲發(fā)射信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7，故障診斷裝置 還包括安裝在汽輪發(fā)電機組4的轉(zhuǎn)軸末端鑒相處的轉(zhuǎn)速傳感器2，轉(zhuǎn)速傳感器2實時檢測汽 輪發(fā)電機組4的轉(zhuǎn)速信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7，聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7根據(jù)對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的 聲發(fā)射信號進(jìn)行處理，提取特征后完成故障診斷。聲發(fā)射傳感器1通過電纜經(jīng)前置放大器 5、數(shù)據(jù)采集卡6后與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7相連，轉(zhuǎn)速傳感器2通過電纜經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡6后與 聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7。如圖2所示，在使用本實用新型時，其步驟為(1)、安裝聲發(fā)射傳感器1和轉(zhuǎn)速傳感器2 將一個以上的聲發(fā)射傳感器1安裝于 汽輪發(fā)電機組4的滑動軸承3上，用來接收滑動軸承3的聲發(fā)射信號。將轉(zhuǎn)速傳感器2安裝 于汽輪發(fā)電機組4轉(zhuǎn)軸末端鑒相處，用來接收汽輪發(fā)電機組4的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速信號。聲發(fā)射傳感 器1與前置放大器5相連，前置放大器5的輸出用電纜與數(shù)據(jù)采集卡6連接；轉(zhuǎn)速傳感器2 輸出信號用電纜與數(shù)據(jù)采集卡6連接；數(shù)據(jù)采集卡6將模擬輸入信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入PC 電腦中的聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7進(jìn)行分析。聲發(fā)射傳感器1和轉(zhuǎn)速傳感器2的安裝十分方便， 只需簡單粘貼在待測物體上即可。其中，聲發(fā)射傳感器1的頻響范圍為(60 ΙΙΟΟΚΗζ)，轉(zhuǎn) 速傳感器2的測量范圍為(0 30000rpm)，前置放大器5的帶寬為(10K 2M Hz)、增益為 40db，數(shù)據(jù)采集卡6采用單通道采樣在5M采樣率以上的多功能采集卡。(2)、對聲發(fā)射信號進(jìn)行處理、分析，并進(jìn)行特征提取聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7根據(jù)對 應(yīng)轉(zhuǎn)速下的聲發(fā)射信號進(jìn)行處理，提取特征后完成故障診斷。聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7為基于 LABVIEff自主研發(fā)的聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，能對滑動軸承3的聲發(fā)射信號進(jìn)行分析、處理，獲取 聲發(fā)射信號特征，對故障信息進(jìn)行識別、判斷。聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7對聲發(fā)射信號進(jìn)行事件計 數(shù)計算、振鈴計數(shù)計算、能量計算、信號幅度計算、中心頻率計算、頻譜能量不穩(wěn)定度計算、 頻譜分析以及功率譜分析，同時根據(jù)對應(yīng)轉(zhuǎn)速下對信號處理、分析后提取下述特征事件計
4數(shù)特征、振鈴計數(shù)特征、能量特征、信號幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩(wěn)定度特征、 時頻特征以及功率譜特征。以油膜振蕩故障為例，具體流程為將聲發(fā)射傳感器1安裝在汽輪發(fā)電機組4的滑 動軸承3上，接收滑動軸承3的聲發(fā)射信號。該信號經(jīng)過電纜傳送到前置放大器5進(jìn)行放 大后，進(jìn)入聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7。轉(zhuǎn)速傳感器2實時檢測汽輪發(fā)電機組4的轉(zhuǎn)速信號并傳送 給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7。結(jié)合所處的不同轉(zhuǎn)速情況下，在聲發(fā)射檢測系統(tǒng)7中完成對汽輪發(fā) 電機組4上滑動軸承3的聲發(fā)射信號的處理和分析，包括事件計數(shù)(率)計算，振鈴計數(shù) (率)計算，能量(率)計算，信號幅度計算，中心頻率計算，頻譜能量不穩(wěn)定度計算，頻譜分 析，功率譜分析，相關(guān)分析。提取汽輪發(fā)電機組4的滑動軸承3的聲發(fā)射信號的特征，包括 事件計數(shù)(率)特征，振鈴計數(shù)(率)特征，能量(率)特征，信號幅度特征，中心頻率特 征，頻譜能量不穩(wěn)定度特征，時頻特征，功率譜特征，相關(guān)分析特征。發(fā)生油膜渦動時，聲發(fā) 射特征為事件計數(shù)率突然增加，振鈴計數(shù)率突然增加，頻譜能量不穩(wěn)定度增大到高3值， 最大自相關(guān)系數(shù)增大到高3值，能量率增大到高3值，幅度增大到高3值。最后將提取的故
障特征 =(M...，巧)，這里
權(quán)利要求一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)(7)以及安裝于汽輪發(fā)電機組(4)的滑動軸承(3)上一個以上的聲發(fā)射傳感器(1)，所述聲發(fā)射傳感器(1)接收滑動軸承(3)的聲發(fā)射信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)(7)，其特征在于所述故障診斷裝置還包括安裝在汽輪發(fā)電機組(4)的轉(zhuǎn)軸末端鑒相處的轉(zhuǎn)速傳感器(2)，所述轉(zhuǎn)速傳感器(2)實時檢測汽輪發(fā)電機組(4)的轉(zhuǎn)速信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)(7)，所述聲發(fā)射檢測系統(tǒng)(7)根據(jù)對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的聲發(fā)射信號進(jìn)行處理，提取特征后完成故障診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在 于所述聲發(fā)射傳感器(1)通過電纜經(jīng)前置放大器(5)、數(shù)據(jù)采集卡(6)后與聲發(fā)射檢測系 統(tǒng)(7)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在 于所述轉(zhuǎn)速傳感器(2)通過電纜經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡(6)后與聲發(fā)射檢測系統(tǒng)(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于聲發(fā)射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包括聲發(fā)射檢測系統(tǒng)以及安裝于汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上一個以上的聲發(fā)射傳感器；聲發(fā)射傳感器接收滑動軸承的聲發(fā)射信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，故障診斷裝置還包括安裝在汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)軸末端鑒相處的轉(zhuǎn)速傳感器；轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測汽輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速信號并傳送給聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，聲發(fā)射檢測系統(tǒng)根據(jù)對應(yīng)轉(zhuǎn)速下的聲發(fā)射信號進(jìn)行處理，提取特征后完成故障診斷。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低廉、自動化程度高、操作簡便快速、檢測精度高等優(yōu)點。
文檔編號G01N29/14GK201707203SQ201020241098
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者盧緒祥, 晉風(fēng)華, 朱益軍, 李錄平, 靳攀科, 饒洪德, 黃琪 申請人:長沙理工大學(xué)