CN202693310U - 多通道机械设备故障诊断*** - Google Patents

多通道机械设备故障诊断*** Download PDF

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CN202693310U CN 201220181624 CN201220181624U CN202693310U CN 202693310 U CN202693310 U CN 202693310U CN 201220181624 CN201220181624 CN 201220181624 CN 201220181624 U CN201220181624 U CN 201220181624U CN 202693310 U CN202693310 U CN 202693310U
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oscillation signal
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Inventor
王执军
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Beijing Shidai Longcheng Science & Technology Co Ltd
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Beijing Shidai Longcheng Science & Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种多通道机械设备故障诊断***，该多通道机械设备故障诊断***包括：用于获取被测设备的机械振动信号的多个振动传感器；用于对所述机械振动信号和所述电机电流信号进行模拟信号处理并将所述机械振动信号和所述电机电流信号转换为数字信号的信号处理设备，包括多个信号处理通道，所述多个信号处理通道分别与所述多个振动传感器和所述电流传感器相连接；用于根据所述机械振动信号的类型对所述多个信号处理通道进行控制以及对所述多个振动传感器进行同步控制并对所述数字信号进行处理以根据处理结果进行故障诊断的计算设备，与所述多个振动传感器和所述多个信号处理通道相连接。本实用新型可快速地检测到被测设备的转子及偏心故障。

Description

多通道机械设备故障诊断***
技术领域
本实用新型涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种多通道机械设备故障诊断***。
背景技术
电力企业中，电动机的异常会直接导致机械设备的停转，影响设备及人身的安全，降低设备的开动率，造成减产及停产。因此针对交流电动机常见的故障进行了分析与诊断，并做出相应的处理措施，及时判断和处理设备故障和隐患对设备的安全稳定运行具有很重要的作用。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多通道机械设备故障诊断***，实现对被测设备进行快速故障诊断。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种多通道机械设备故障诊断***，包括：
用于获取被测设备的机械振动信号的多个振动传感器；
用于获取所述被测设备的电机电流信号的电流传感器；
用于对所述机械振动信号和所述电机电流信号进行模拟信号处理并将所述机械振动信号和所述电机电流信号转换为数字信号的信号处理设备，包括多个信号处理通道，所述多个信号处理通道分别与所述多个振动传感器和所述电流传感器相连接；
用于根据所述机械振动信号的类型对所述多个信号处理通道进行控制以及对所述多个振动传感器进行同步控制并对所述数字信号进行处理以根据处理结果进行故障诊断的计算设备，与所述多个振动传感器和所述多个信号处理通道相连接。
上述本实用新型实施例，通过计算设备同步控制多个信号处理通道，从而实现对被测设备的同一轴系上不同振动信号的高速并行采集，并确保了多通道振动信号的同相位采集；通过信号处理设备对电机电流信号的采集，计算设备可以对电机电流信号进行分析，从而快速地检测到被测设备(例如电动机)的转子及偏心故障。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。
图1为本实用新型一个实施例提供的多通道机械设备故障诊断***的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。
图1为本实用新型一个实施例提供的多通道机械设备故障诊断***的结构示意图。如图1所示，多通道机械设备故障诊断***100包括：多个振动传感器(例如：第一振动传感器111、第二振动传感器112、第三振动传感器113)、电流传感器12、信号处理设备13、计算设备14；其中，信号处理设备13包括多个信号处理通道，该多个信号处理通道例如为：与第一振动传感器111相连接的第一信号处理通道131，与第二振动传感器112相连接的第二信号处理通道132、与第三振动传感器113相连接的第三信号处理通道133，当然，本发明实施例中振动传感器与信号处理通道是一一对应的，一个信号处理通道处理相对应的振动传感器获取到的机械振动信号。计算设备14与第一振动传感器111、第二振动传感器112、第三振动传感器113、第一信号处理通道131、第二信号处理通道132、第三信号处理通道133相连接。
具体地，第一振动传感器111、第二振动传感器112、第三振动传感器113分别获取被测设备的机械振动信号；电流传感器12获取被测设备的电机电流信号的；第一信号处理通道131、第二信号处理通道132、第三信号处理通道133对所述机械振动信号和所述电机电流信号进行模拟信号处理并将所述机械振动信号和所述电机电流信号转换为数字信号的信号处理设备，包括多个信号处理通道，所述多个信号处理通道分别与所述多个振动传感器和所述电流传感器相连接；计算设备14用于根据所述机械振动信号的类型对第一信号处理通道131、第二信号处理通道132、第三信号处理通道133进行控制，以及对第一振动传感器111、第二振动传感器112、第三振动传感器113进行同步控制，并对所述数字信号进行处理以根据处理结果进行故障诊断的计算设备。
本实用新型提供的多通道机械设备故障诊断***，通过计算设备14同步控制多个信号处理通道(例如：第一信号处理通道131、第二信号处理通道132、第三信号处理通道133)，从而实现对被测设备的同一轴系上不同振动信号的高速并行采集，并确保了多通道振动信号的同相位采集；通过信号处理设备对电机电流信号的采集，计算设备14可以对电机电流信号进行分析，从而快速地检测到被测设备(例如电动机)的转子及偏心故障。
进一步地，在上述图1所示实施例中，每一个所述数据处理通道包括：
用于对所述机械振动信号进行高通滤波的高通滤波器，与一个所述振动传感器相连接；
用于对高通滤波后的所述机械振动信号进行低通滤波的低通滤波器，与所述高通滤波器相连接；
用于将低通滤波后的所述机械振动信号进行积分的积分器，与所述低通滤波器相连接；
用于将积分后的所述机械振动信号转换为数字信号的模数转换器，与所述积分器相连接；
用于控制所述模数转换器的转换速率的定时计数器，与所述模数转换器相连接；
用于控制所述定时计数器从而选择采集点数以达到预设的数值精度的采集控制单元，与所述定时计数器和所述电流传感器相连接。
每一个所述数据处理通道还包括：
用于将经过所述高通滤波器的所述机械振动信号，对其进行包络处理以获取所述机械振动信号的特征频率的包络解调器，与所述放大器相连接；
用于对经过所述包络解调器的所述机械振动信号进行低通滤波的抗混滤波器，连接在所述包络解调器和所述模数转换器之间。
进一步地，在上述图1所示实施例中，所述计算设备包括：
用于根据所述数字信号进行数据计算获取所述机械振动信号的加速度值、速度值、位移值的计算单元，与所述模数转换器相连接；
用于将所述加速度值、速度值、位移值进行显示的显示单元，与所述计算单元相连接。
所述计算设备还包括：
用于将所述加速度值、速度值、位移值进行数据类型转换的数据转换单元，连接在所述模数转换器和所述计算单元之间。
进一步地，在上述图1所示实施例中，积分器具体可以包括：不加积分器、加一次积分器、加二次积分器。
进一步地，在上述图1所示实施例中，放大器具有1～256倍的放大倍数。
为了更清楚地理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型多通道机械设备故障诊断***100的工作过程描述如下：计算设备14根据具体测量需要选择数据采集通道的个数，数据采集通道相互之间采用并行模拟处理，同相位采集；采集控制单元控制采样点数，从而决定数据采集的精度；计算设备14设定放大器的机械振动信号采集时的放大倍数，以便获得最佳的信号，当所测的机械振动信号的幅值稳定时，宜则采用自动量程模式。在自动量程模式下，计算设备14***将自动调节放大器的放大倍数到最合理的程度。当所测的机械振动信号的幅度不稳定时，计算设备14将放大器的放大倍数调整到固定量程，本实用新型实施例可以提供的采用九种量程选择，分别对应的放大倍数是1倍、2倍、4倍、8倍、16倍、32倍、64倍、128倍、256倍。
计算设备14还可以将低通滤波器设置成加低通，则机械振动信号在低于低通拐点的机械振动信号可以通过，高于这个频点的信号将被滤掉。
计算设备14还可以将高通滤波器设置成加高通，则振动信号的高通滤波过程。计算设备14可以将高通滤波器设置共有成4档：0.1Hz、10Hz、400Hz、1000Hz，表示高于当前设置值的机械振动信号可以通过，低于这个值的机械振动信号将被滤除。
计算设备14还可以将抗混滤波器设置成加抗混，则此时这个滤波设置属于低通滤波，具有非常好的滤波效果，可以有效的滤除噪声信号。当分析频率设定为某一数值(例如：1KHz)时，***将自动设定抗混滤波器的低通截止频率与所设数值(例如：1KHz)一致。
计算设备14还可以控制积分器从而确定机械振动信号的采集数据类型，例如：加速度(m/s^2)、速度(mm/s)、位移(um)三种状态量。
需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式仅旨在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，包括：
用于获取被测设备的机械振动信号的多个振动传感器；
用于获取所述被测设备的电机电流信号的电流传感器；
用于对所述机械振动信号和所述电机电流信号进行模拟信号处理并将所述机械振动信号和所述电机电流信号转换为数字信号的信号处理设备，包括多个信号处理通道，所述多个信号处理通道分别与所述多个振动传感器和所述电流传感器相连接；
用于根据所述机械振动信号的类型对所述多个信号处理通道进行控制以及对所述多个振动传感器进行同步控制并对所述数字信号进行处理以根据处理结果进行故障诊断的计算设备，与所述多个振动传感器和所述多个信号处理通道相连接。
2.根据权利要求1所述的多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，每一个所述信号处理通道包括：
用于对所述机械振动信号进行高通滤波的高通滤波器，与一个所述振动传感器相连接；
用于对高通滤波后的所述机械振动信号进行低通滤波的低通滤波器，与所述高通滤波器相连接；
用于将低通滤波后的所述机械振动信号进行积分的积分器，与所述低通滤波器相连接；
用于将积分后的所述机械振动信号转换为数字信号的模数转换器，与所述积分器相连接；
用于控制所述模数转换器的转换速率的定时计数器，与所述模数转换器相连接；
用于控制所述定时计数器从而选择采集点数以达到预设的数值精度的采集控制单元，与所述定时计数器和所述电流传感器相连接。
3.根据权利要求2所述的多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，每一个所述信号处理通道还包括:
用于将经过所述高通滤波器的所述机械振动信号，对其进行包络处理以获取所述机械振动信号的特征频率的包络解调器，与放大器相 连接；
用于对经过所述包络解调器的所述机械振动信号进行低通滤波的抗混滤波器，连接在所述包络解调器和所述模数转换器之间。
4.根据权利要求2所述的多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，所述计算设备包括：
用于根据所述数字信号进行数据计算获取所述机械振动信号的加速度值、速度值、位移值的计算单元，与所述模数转换器相连接；
用于将所述加速度值、速度值、位移值进行显示的显示单元，与所述计算单元相连接。
5.根据权利要求4所述的多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，所述计算设备还包括：
用于将所述加速度值、速度值、位移值进行数据类型转换的数据转换单元，连接在所述模数转换器和所述计算单元之间。
6.根据权利要求2所述的多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，所述积分器包括：不加积分器、加一次积分器、加二次积分器。
7.根据权利要求3所述的多通道机械设备故障诊断***，其特征在于，所述放大器具有1～256倍的放大倍数。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104180893A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 安徽容知日新信息技术有限公司 非稳态机械设备振动信号的监测装置
CN105829857A (zh) * 2013-12-12 2016-08-03 Ntn株式会社 旋转机械部件的利用便携终端的检查***和检查方法
CN113945401A (zh) * 2021-08-27 2022-01-18 华能（上海）电力检修有限责任公司 一种基于非监督学习的转机设备振动检测***

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