[实用新型]一种基于瞬时转速信号的动平衡在线监测设备

说明书

技术领域

本实用新型属于旋转机械动平衡在线监测技术领域，涉及一种基于瞬时转速信号的旋转机械动平衡在线监测设备。 

背景技术

对于工程中的各种旋转机械，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，使得旋转机械在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上，引起振动，产生了噪音，加速轴承磨损，缩短了机械寿命，严重时能造成破坏性事故。为此，必须对旋转机械进行平衡分析，使其达到允许的平衡精度等级，或使产生的机械振动幅度降在允许的范围内。 

旋转机械动平衡状态监测分为离线定期监测和在线监测两种方式，离线定期监测首先用磁带记录仪或数据采集器对转子的特征信号进行收集，然后送入频谱分析仪进行动平衡分析；而在线监测是对机组各测点的特征信号进行实时记录、监测和分析，一旦机组发生故障，及时进行动平衡的故障预警。但是目前的旋转机械动平衡状态监测设备大多基于振动信号进行动平衡分析，结构复杂、价格昂贵，维护和改进更新困难，不利于大量推广。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于瞬时转速信号的动平衡在线监测设备，通过实时监测旋转机械转子转动时的瞬时转速信号，能够在线分析旋转机械轴承的磨损状态或者轴系的动平衡状态，并将每台机车状态数据传输至地面监控中心数据库。 

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：基于瞬时转速信号的动平衡在线监测设备，其特征在于：包括若干个瞬时转速节点、数据管理模块、CAN通信模块、3G无线通信模块、监控中心、LCD显示模块、数据存储模块和电源模块； 

瞬时转速节点，用于采集旋转机械转动过程中的瞬时转速信号，并将处理后的瞬时转速信号传输到CAN总线上； 

所述数据管理模块，用于监测采集旋转机械转动时轴承的磨损状态或者轴系的动平衡状态，通过CAN总线接收瞬时转速节点发送的CAN信号，并将采集的信息和接收到的信号进行分析处理、储存和显示，然后将数据进行处理、打包，利用3G通信模块发送到地面的监控中心；同时，控制LCD显示模块和数据存储模块；其中，一个数据管理模块可以同时接收若干个瞬时转速节点传输的信号； 

CAN通信模块，用于进行瞬时转速节点与数据管理模块之间的数据传输； 

3G通信模块采用HUAWEI EM560，用于接收数据管理模块发送的信息，并将接收到的信息传输至监控中心；用于接收监控中心发出的指令，并将接收到的指令传输给数据管理模块； 

监控中心，用于对旋转机械轴系的工作状态进行综合的监测与诊断，通过数据管理模块与3G通信模块的双向通信，接收数据管理模块发送的数据，向数据管理模块发送数据更新指 令； 

LCD显示模块，用于显示数据管理模块处理后的旋转机械的实时状态以及报警信息； 

数据存储模块，用于存储数据管理模块处理后的旋转机械的实时状态以及报警信息； 

CAN通信模块、LCD显示模块、数据存储模块分别与数据管理模块的RS232、TFT-LCD、USB接口相连； 

第一电源模块，由开关电源与调制电路组成，用于为瞬时转速节点、数据管理模块、3G通信模块和LCD显示模块提供稳定的5V及12V电源。 

瞬时转速节点包括微处理器单元、转速信号处理模块、转速传感器、基准传感器和第二电源模块； 

微处理器单元主要完成对瞬时转速信号的采集、滤波处理和频谱分析，并将处理后的数据信息经CAN通信模块发送到CAN总线上； 

转速信号处理模块，用于对转速传感器和基准传感器采集的信号进行调理； 

转速传感器，用于采集旋转机械转子的瞬时转速信号，利用磁电传感器感应轴系转动时齿圈磁通量的变化，以模拟信号的形式输出；采用非接触式的转速传感器； 

基准传感器，用于瞬时转速信号采集的触发信号，利用磁电传感器感应轴系转动时基准点磁通量的变化，作为瞬时转速采集的起始点，以模拟信号的形式输出。 

第二电源模块，用于对微处理器单元和转速信号处理模块供电。 

转速传感器和基准传感器，均设置在旋转机械轴系的齿圈处，安装在旋转机械的机体上，转速传感器和基准传感器与轴系的齿圈都不接触，二者呈30°的夹角。