[发明专利]叶轮机械叶片故障叶间间距监测诊断法

摘要

一种叶轮机械叶片故障叶间间距监测诊断法，涉及叶轮机械叶片故障的监测诊断方法。该方法包括转动叶轮机械，在计算机的“程序”中选叶轮机械叶片故障叶间间距监测诊断软件，显示该软件的主画面，在其上选叶间间距监测诊断法按钮，输入被测叶轮机械的叶片数目，确定叶片类型，将叶片脉冲信号和鉴相脉冲信号进行放大、滤波，送计算机，显示叶片信号脉冲图，鉴相信号脉冲图和故障诊断图，观察故障诊断图，并对叶片故障进行发现分析判断。本发明测量时可靠性高，测量准确性高，能诊断叶片的多种故障，简单易懂，实现容易，广泛用于各种叶轮机械叶片故障叶间间距监测诊断。

主权项

1、一种叶轮机械叶片故障叶间间距监测诊断法，其特征在于该监测诊断法的步骤如下：(1)启动动力机构，使叶轮机械转动；(2)启动计算机，并运行“开始”菜单中“程序”选项下的叶轮机械叶片故障叶间间距监测诊断软件；(3)计算机显示该软件的主画面；(4)用鼠标左键单击主画面上名称为“叶间间距监测诊断法”的按钮；(5)输入被测叶轮机械的叶片数目，用鼠标左键单击“确定”按钮；(6)选择刚性叶片或柔性叶片，并用鼠标左键单击“确定”按钮；(7)叶片信号脉冲传感器采集反映相邻叶片间间距变化的叶片信号脉冲和鉴相脉神传感器采集鉴相信号脉冲，使这两种信号脉冲自动进入前置器，前置器对其放大、滤波处理后送入计算机；(8)计算机根据从前置器传来的信号，自动显示叶轮机械开始被监测后叶轮机械各叶片的脉冲信号随时间变化的叶片信号脉冲图，鉴相脉冲传感器定位件产生的脉冲随时间变化的鉴相信号脉冲图以及被测叶轮机械上的各叶片转动一圈，叶片信号脉冲传感器产生的信号脉冲为一组叶片信号脉冲，转动n圈，组成n组叶片信号脉冲，n组叶片信号脉冲与细分鉴相信号脉冲构成的叶片故障诊断图；对于刚性叶片，由于刚性叶片没有振动，当叶片没有故障时，该叶片所有的信号脉冲与其对应的细分鉴相信号脉冲在同一条直线上，此时的Xij等于零，当某叶片产生了故障时，均不同程度地引起叶片信号脉冲的提前或滞后，Xij不等于零，|Xij|越大，故障越严重，对|Xij|设定故障警告值T，以此为基准，计算机进行趋势分析，当|Xij|≥T后，计算机报警，T是根据所监测设备的重要性、转速高低由公式$\frac{s}{k\times \omega \times R}$ 而具体确定的；对于柔性叶片，无论是否发生叶片故障都将产生叶片振动，当叶片没有故障时，该叶片信号脉冲与其对应的细分鉴相信号脉冲不在同一条直线上，叶片信号脉冲在其对应的细分鉴相信号脉冲位置的左右徘徊，Xij不等于零，Xij的平均值$\left|G\right|=\left|\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{Xij}}{n}\right|$ 等于零，叶片的振动幅度F等于该叶片的多次测量中的Xij的最大值max{Xij}与最小值min{Xij}的差值，当叶片发生故障时，Xij的平均值|G|不等于零，|G|越大表明故障越严重，以此区分叶片振动与叶片故障，根据所监测设备的重要性、转速高低对|G|设定故障警告值T′，T′是由公式$\frac{s^{\prime }}{k^{\prime }\times \omega \times R}$ 而具体确定的；同时对振动幅度F设定振动警告值W，W是根据有关相应的叶轮机械叶片振动国家标准确定，以此为基准计算机进行趋势分析和报警；其中：Xij——叶轮机械旋转第i圈时第j片叶片的信号脉冲与细分鉴相信号脉冲出现的 时间差值， i——叶片转动的圈数编号，i＝1，2，……n， n——测试时叶轮转动的实际圈数， j——叶片号数，j＝1，2，……m， m——实际的叶片数目， s——刚性叶片顶端的最大允许变形量， k——刚性叶片安全系数，查国家标准确定， s′——柔性叶片顶端的最大允许变形量， k′——柔性叶片安全系数，查国家标准确定， ω——叶轮机械旋转的角速度， R——叶片顶端到转轴中心的距离；(9)观察故障诊断图，并对故障进行分析判断，当叶片的叶片信号脉冲完全消失，就能诊断该叶轮机械发生叶片折断或断落；对于刚性叶片，当叶片的大量叶片信号脉冲位置相对于细分鉴相信号脉冲位置滞后，在故障诊断图上叶片信号脉冲出现在细分鉴相信号脉冲的右边，此时Xij大于零，能初步诊断出叶轮机械叶片变形，当叶片的大量叶片信号脉冲位置相对于细分鉴相信号脉冲位置提前，在故障诊断图上叶片信号脉冲出现在细分鉴相信号脉冲的左边，此时Xij小于零，则能初步诊断叶轮机械有叶片松动或叶片变形；对柔性叶片，当叶片的大量叶片信号脉冲平均后的位置总是相对于细分鉴相信号脉冲位置提前，此时G小于零，就能初步诊断叶轮机械有叶片松动或叶片变形，当叶片的大量叶片信号脉冲平均后的位置相对于细分鉴相信号脉冲位置滞后，此时G大于零，则能初步诊断叶轮机械有叶片变形；(10)关闭叶轮机械，打开机壳确认故障种类，当叶轮机械没有故障时，连续监测。