CN106546761B - 旋转设备的照相式转速在线识别方法 - Google Patents
旋转设备的照相式转速在线识别方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种旋转设备的照相式转速在线识别方法，本方法采用具有连续拍摄功能的照相***对设备旋转体进行连续等间隔的快速清晰拍摄，并分别设定三组连拍速度，从拍摄的照片中选取旋转体有明显特征的特征点后，对连续两幅照片中的特征点位置变化进行比对测量，最后根据连拍速度计算出特征点的角速度，通过转换并与设备的额定转速比较即能得出设备的转速。本方法克服了传统转速测量无法停机的缺陷，可以灵活、方便地在线获取设备旋转体转速，做到了对设备转速的实时检测，保证了振动诊断作业的正常进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转设备的照相式转速在线识别方法。
背景技术
在回转类机械设备振动诊断领域，经常需要准确的获取设备的旋转速度。目前主要的测量设备为光电式转速表，光电式转速表在测量转速时，通常需要设备停机，并在其旋转体表面粘贴光反射纸，然后设备开机，光电式转速表通过光反射纸测量设备旋转体的转速。但是对于无法停机的设备，由于无法粘贴光反射纸，该光电式转速表则无法实施转速测量，从而影响了正常的振动诊断作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种旋转设备的照相式转速在线识别方法，本方法克服了传统转速测量无法停机的缺陷，可以灵活、方便地在线获取设备旋转体转速，做到了对设备转速的实时检测，保证了振动诊断作业的正常进行。
为解决上述技术问题，本发明旋转设备的照相式转速在线识别方法包括如下步骤：
步骤一、在设备旋转体一侧架设具有连续拍摄功能的照相***，同时在设备旋转体外缘认定一特征点；
步骤二、设定照相***的连拍速度为5张/秒，并对旋转体进行拍摄，取第一和第二张拍摄照片，旋转体在1/5秒内转过的角度为第一张照片中特征点与第二张照片中特征点沿旋转方向的夹角β加上n倍的360度，其中n=0,1,2,3,4......；
步骤三、通过测量拍摄照片中特征点到轴线的垂直距离和旋转体半径计算得出夹角β，
β=arcsin(L1/R)+arcsin(L2/R) （1）
其中：L1为第一张照片中特征点到轴线的垂直距离，L2为第二张照片中特征点到轴线的垂直距离，R为旋转体半径；
步骤四、根据式（1），在1/5秒内特征点旋转的角度为：
θ=n360+β （2）
根据式（2），得到旋转体的转速为：
V1=60×[n360+arcsin(L1/R)+arcsin(L2/R)]/360/(1/5) （3）
取n=0,1,2,3,4......，分别计算对应的旋转体转速V1；
步骤五、重新设定照相***的连拍速度为10张/秒，重复步骤二至步骤四，通过特征点在1/10秒内旋转的角度计算n=0,1,2,3,4......时对应的旋转体转速V2；
步骤六、重新设定照相***的连拍速度为15张/秒，重复步骤二至步骤四，通过特征点在1/15秒内旋转的角度计算n=0,1,2,3,4......时对应的旋转体转速V3；
步骤七、将旋转体转速V1中各组数据、旋转体转速V2中各组数据、旋转体转速V3中各组数据进行对比，取各组数据中相同的数值并与设备的额定转速比较，当该数值小于设备额定转速时，则推定该数值为设备旋转体转速。
进一步，所述照相***包括照相模块和照明模块。
由于本发明旋转设备的照相式转速在线识别方法采用了上述技术方案，即本方法采用具有连续拍摄功能的照相***对设备旋转体进行连续等间隔的快速清晰拍摄，并分别设定三组连拍速度，从拍摄的照片中选取旋转体有明显特征的特征点后，对连续两幅照片中的特征点位置变化进行比对测量，最后根据连拍速度计算出特征点的角速度，通过转换并与设备的额定转速比较即能得出设备的转速。本方法克服了传统转速测量无法停机的缺陷，可以灵活、方便地在线获取设备旋转体转速，做到了对设备转速的实时检测，保证了振动诊断作业的正常进行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明旋转设备的照相式转速在线识别方法中照片拍摄示意图；
图2为本方法中特征点夹角计算示意图。
具体实施方式
实施例如图1和图2所示，本发明旋转设备的照相式转速在线识别方法包括如下步骤：
步骤一、在设备旋转体1一侧架设具有连续拍摄功能的照相***2，同时在设备旋转体1外缘认定一特征点11；
步骤二、设定照相***2的连拍速度为5张/秒，并对旋转体1进行拍摄，取第一和第二张拍摄照片，旋转体1在1/5秒内转过的角度为第一张照片中特征点11与第二张照片中特征点11沿旋转方向的夹角β加上n倍的360度，其中n=0,1,2,3,4......；
步骤三、通过测量拍摄照片中特征点11到轴线12的垂直距离和旋转体1半径计算得出夹角β，
β=arcsin(L1/R)+arcsin(L2/R) （1）
其中：L1为第一张照片中特征点11到轴线12的垂直距离，L2为第二张照片中特征点11到轴线12的垂直距离，R为旋转体1半径；
步骤四、根据式（1），在1/5秒内特征点11旋转的角度为：
θ=n360+β （2）
根据式（2），得到旋转体1的转速为：
V1=60×[n360+arcsin(L1/R)+arcsin(L2/R)]/360/(1/5) （3）
取n=0,1,2,3,4......，分别计算对应的旋转体1转速V1；
步骤五、重新设定照相***2的连拍速度为10张/秒，重复步骤二至步骤四，通过特征点11在1/10秒内旋转的角度计算n=0,1,2,3,4......时对应的旋转体1转速V2；
步骤六、重新设定照相***2的连拍速度为15张/秒，重复步骤二至步骤四，通过特征点11在1/15秒内旋转的角度计算n=0,1,2,3,4......时对应的旋转体1转速V3；
步骤七、将旋转体1转速V1中各组数据、旋转体1转速V2中各组数据、旋转体1转速V3中各组数据进行对比，取各组数据中相同的数值并与设备的额定转速比较，当该数值小于设备额定转速时，则推定该数值为设备旋转体1转速。
优选的，所述照相***2包括照相模块和照明模块。
本方法基于通过连续等间隔快速清晰在线拍摄设备旋转体照片，检测识别旋转体表面特征点的位置变化，依据采样定理和特征点角度投影原理计算得出旋转体转速，从而无需设备停机即可实施设备转速的检测。
本方法中，当设定照相***连拍速度为5张/秒时，通过计算得到特征点在第一和第二张照片中的夹角为120度，取n=0,1,2,3,4......时，计算得到旋转体的转速V1分别为99.99、399.99、699.99、999.99或1299.99......；
调整照相***连拍速度为10张/秒，通过计算得到特征点在两张照片中的夹角为60度，取n=0,1,2,3,4......时，计算得到旋转体的转速V2分别为99.99、699.99或1299.99......；
再次调整照相***连拍速度为15张/秒，通过计算得到特征点在两张照片中的夹角为40度，取n=0,1,2,3,4......时，计算得到旋转体的转速V3分别为99.99、999.99或1899.99......；
比较V1、V2、V3三组数据，得到三次测试相同的数值为99.99，结合现场设备运行的额定转速1000转/分钟，即可准确推定旋转体的转速就是99.99转/分钟。
本方法操作简单、计算方便，从而实现在线的转速测定，克服了传统测速需停机的缺陷，保证了振动诊断作业的正常实施。
Claims (2)
1.一种旋转设备的照相式转速在线识别方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、在设备旋转体一侧架设具有连续拍摄功能的照相***，同时在设备旋转体外缘认定一特征点；
步骤二、设定照相***的连拍速度为5张/秒，并对旋转体进行拍摄，取第一和第二张拍摄照片，旋转体在1/5秒内转过的角度为第一张照片中特征点与第二张照片中特征点沿旋转方向的夹角β加上n倍的360度，其中n=0,1,2,3,4......；
步骤三、通过测量拍摄照片中特征点到轴线的垂直距离和旋转体半径计算得出夹角β，
β=arcsin(L1/R)+arcsin(L2/R) （1）
其中：L1为第一张照片中特征点到轴线的垂直距离，L2为第二张照片中特征点到轴线的垂直距离，R为旋转体半径；
步骤四、根据式（1），在1/5秒内特征点旋转的角度为：
θ=n360+β （2）
根据式（2），得到旋转体的转速为：
V1=60×[n360+arcsin(L1/R)+arcsin(L2/R)]/360/(1/5) （3）
取n=0,1,2,3,4......，分别计算对应的旋转体转速V1；
步骤五、重新设定照相***的连拍速度为10张/秒，重复步骤二至步骤四，通过特征点在1/10秒内旋转的角度计算n=0,1,2,3,4......时对应的旋转体转速V2；
步骤六、重新设定照相***的连拍速度为15张/秒，重复步骤二至步骤四，通过特征点在1/15秒内旋转的角度计算n=0,1,2,3,4......时对应的旋转体转速V3；
步骤七、将旋转体转速V1中各组数据、旋转体转速V2中各组数据、旋转体转速V3中各组数据进行对比，取各组数据中相同的数值并与设备的额定转速比较，当该数值小于设备额定转速时，则推定该数值为设备旋转体转速。
2.根据权利要求1所述的旋转设备的照相式转速在线识别方法，其特征在于：所述照相***包括照相模块和照明模块。
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| CN201510601506.2A CN106546761B (zh) | 2015-09-21 | 2015-09-21 | 旋转设备的照相式转速在线识别方法 |
Publications (2)
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| CN106546761A CN106546761A (zh) | 2017-03-29 |
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ID=58362204
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201510601506.2A Active CN106546761B (zh) | 2015-09-21 | 2015-09-21 | 旋转设备的照相式转速在线识别方法 |
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