[发明专利]一种旋转机械振动在线监测装置与方法

说明书

本发明公开了一种旋转机械振动在线监测试验装置及方法，包括通过磁性吸附在旋转机械壳体内、外表面的强力磁座，位于壳体内表面的强力磁座上安装振动位移传感器I，所述的振动位移传感器I采集旋转机械的转子系统的振动信号；位于壳体外表面的强力磁座上安装振动加速度传感器I，振动加速度传感器I采集旋转机械的壳体的振动信号；在旋转机械的旋转轴的轴承支座处安装测量旋转轴位移和加速度的振动位移传感器II和振动加速度传感器II，所述的振动位移传感器I、振动加速度传感器I、振动位移传感器II和振动加速度传感器II均与数据处理系统相连，数据处理系统根据各个传感器的数据分析在不同工况下各部件的振动响应曲线和相关图谱。

技术领域

本发明涉及一种旋转机械振动在线监测装置以及方法，属于旋转机械振动技术领域。

背景技术

旋转机械是电力、石油化工、航空等工业部门的关键设备，随着现代工业和科学技术的发展，旋转机械正朝着大型化、高速化及自动化方向发展，由于其结构复杂，工作在高温、高速及流固耦合等恶劣条件下，经常出现幅度过大的振动，导致旋转机械不能正常工作。为更好的监测旋转机械的运行状况并及时报警，设计一种旋转机械振动在线监测方法与试验装置。

试验装置通过各传感器测量采集旋转机械转子、支撑和壳体的振动信号，将采集到的信号经过数据处理系统的软件分析处理获得各不同运行工况下各部件的振动响应曲线和相关图谱，构建不同工况激励下基于SVM分类器旋转机械振动响应数据库，实时测量采集的振动信号与数据库比较，如果数据超标则进行预警。

传统的在线监测旋转机械振动信号的方法存在一些明显不足，如公开号CN104823035A的专利所述，通过提取旋转机械的振动波形求出识别指数DI值和振动速度，与预先设定的阶层对比，综合判定旋转机械是否存在故障。该方案没有说明监测点和所用传感器类型，有时会受其他信号的干扰，导致数据的不真实性，会出现误判的情况，并且分辨不出故障原因。公开号CN105527077A的专利所述，发明一种用于检测旋转机械是否受到周期信号和噪声及冲击的影响，将初始信号和i时刻信号相减得残差信号，然后提取残差信号的统计学数值作为特征值。利用特征值进行分析振动特征是否变化。此方案应用统计学处理残差信号，有一定的不准确性，而且也分辨不出是故障原因。公开号为CN202974423U的专利，涉及一种基于LabVIEW的旋转机械振动监测系统，该专利未涉及传感器的布置安装方式。公开号CN203824579U的专利所述，其装置只检测旋转机械轴的振动位移和转速，不能准确在线监测整个旋转机械的运行情况。

有的专利涉及到旋转机械振动测量方法，却没有完善的在线监测转子系统振动特性的试验装置，如公开号为CN105806474A的专利，公开了一种旋转机械振动测量方法，转速倍频数通过微控制器的通信接口的中断，使微控制器获取所需测量的旋转机械的振动的转速倍频数x；转速频率通过微控制器的输入接口的中断，使微控制器接收与旋转电机的转速同频的转速电信号，通过微控制器的定时器测量转速电信号的周期T；时钟信号输出步骤：通过微控制器的PWM电路输出频率为nx/T的时钟信号，供跟踪带通滤波电路输出频率为x/T的测量信号。

旋转机械的应用越来越广泛，功率和速度大幅度提高，旋转机械内部结构、工况环境复杂，在线监测旋转机械振动信号较为困难，且现有的检测技术不能显示出旋转机械的运行时的振动响应曲线和相关图谱。

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术的不足，公开了一种旋转机械振动在线监测方法与试验装置；试验装置通过各传感器测量采集旋转机械转子和壳体的振动信号，将采集到的信号经过数据处理系统的软件分析处理获得各不同运行工况下各部件的振动响应曲线和相关图谱，构建不同工况激励下基于SVM分类器旋转机械振动响应数据库，实时测量采集的振动信号与数据库比较，如果数据超标则进行预警。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：