[发明专利]用于计算旋转轴的最大位移的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及对旋转轴的监视，并且具体地涉及监视旋转轴的振 动和最大位移。

背景技术

对旋转机器如涡轮发电机的振动的监视在试图防止轴承损坏、 计算维修循环和监视整体系统性能时常常是有用的。一种有用的振 动测量称为Smax，该测量是旋转机轴在给定时间段内在轴承内的最 大位移。通常通过使用与旋转轴邻近装配并且周边按已知角度偏移 的两个位移传感器来测量Smax。

计算或者估计Smax的现有技术方法常常包括比如高达30％的 大误差率。其它方法可能具有更低误差率，但是需要过多计算以实 现向操作者或者控制设备的实时输出。

因此，在本领域中需要一种计算Smax的方法，其减少固有误 差而又简单得足以计算接近实时输出。

发明内容

根据本发明的一个示例实施方式，公开了一种用于监视旋转轴 的振动的方法，并且该方法包括以下步骤：测量当前轴位置；确定 轴的质心；确定当前轴位置所在的分区；确定质心与当前轴位置之 间的当前距离；将当前距离与用于该分区的先前存储的最大距离进 行比较，并且如果更大，则将当前轴位置存储为用于该分区的新存 储的最大位置，并且将当前距离存储为用于该分区的新存储的最大 距离；在预定时间段内重复上述步骤；在预定时间段之后，计算代 表最大轴位移峰峰值的在存储的最大位置之间的最大位移；以及可 视地显示或者自动监视作为轴振动指标的最大轴位移峰峰值。

根据本发明的另一实施方式，公开一种用于监视旋转轴的振动 的数字处理单元。该数字处理单元包括具有可编程代码的计算设备， 该可编程代码被配置成：接收与当前轴位置相关的传感器测量值； 确定旋转轴的质心与当前轴位置之间的当前距离；确定当前轴位置 所在的分区；确定当前距离是否为用于该分区的最大值，并且如果 更大，则将当前轴位置存储为用于该分区的新存储的最大位置，并 将当前距离存储为用于该分区的新存储的最大距离；在预定时间段 内重复上述步骤；在预定时间段之后，计算代表最大轴位移峰峰值 的在存储的最大位置之间的最大位移；以及向可视显示器或者计算 机化轴控制器输出最大位移峰峰值的值。

附图说明

图1示出了在其中执行本发明方法的硬件图。

图2示出了对样本、八分区和最大位移的绘图进行举例说明的 图示。

图3示出了本发明方法的流程图。

图4示出了本发明方法的流程图。

具体实施方式

现在参照图1，示意地示出了并且用标号10大体地表示了测 量装置。装置10包括与旋转轴15紧密邻近装配的第一和第二振动 传感器12和14。如图1中所示，第一和第二传感器12和14可以在 角度上有90度偏移。然而应当理解，这一定向可能由于轴15周围 的障碍而并非总是实用。因此如将变得清楚的那样，本发明能够补 偿除了180度之外的任何角偏移。

数字处理单元16接收和处理从振动传感器接收的信息。数字 处理单元16包括成对模拟运算放大器18，这些模拟运算放大器从传 感器12和14接收振动信号、调节该信号并且随后向成对模拟防混 叠滤波器20发送调节的信号。如本领域中已知，防混叠滤波器20 去除非所需的高频噪声，以防止采样误差和噪声。信号在穿过防混 叠滤波器20之后，在模拟到数字转换器22处被接收。模拟到数字 转换器22将各模拟信号转换成数字信号。随后向数字信号处理器24 发送该数字信号，该处理器如将变得清楚的那样处理数据流并且向 共享式存储器26定期地写入它。随后，微处理器28定期地读取共 享式存储器26并且进行所需计算。

现在参照图2，示出了轴15的中心在旋转期间的移动的表示 绘图。轴移动可以大体上为圆形、椭圆形、数字8形或者甚至广泛 的不定形。根据本发明的方法将笛卡尔坐标图均匀地分成具有中心 点C的分区，该中心点C由移动平均值确定。在本例和以下方法中， 图示了八个分区或者八分区。然而应当理解，可以使用将基于可用 计算速度和所需分辨率来确定的任何数目的分区。