[實用新型]振動采集分析儀

有效

• 申請號: 201020001504.2
• 申請日: 2010-01-05
• 公開（公告）號: CN201653537U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 黃葆華;劉振祥
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01H11/00
• 分類號: G01H11/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 戴云霓

技術領域

本實用新型關于電力設備的振動檢測領域，特別關于一種振動采集分析儀。

背景技術

近年來，為緩解電力短缺，各大電力公司不斷增大電力投入擴建新增大型機組。由于受到設計、制造、安裝、運行、檢修等多方面的影響以及機組自身的大容量、高參數及復雜性等特點，大機組的實際可用率不高，與國外同類機組相比存在較大差距。目前，因主、輔機振動缺陷等因素引起的機組運行狀態不穩定而造成機組非計劃停運、非計劃降出力的情況仍然不斷增加。

采用多通道便攜式振動采集分析儀器，利用振動狀態檢測和振動數據分析技術，可以有效地對機組狀態做出評估、進行缺陷和故障的診斷，是實現機組啟動、停機、負荷變動、振動故障及其它特殊工況下的振動狀態測試與分析的主要手段。目前，國內外有了不少多通道振動采集分析儀產品，大部分都采用了單片機、微處理器或嵌入式等技術，并廣泛應用于機組調試和振動治理的工程實際。但這些儀器系統因設計思路和技術運用不同而或多或少存在一定缺陷或不足，主要包括：

(1)鍵相信號處理能力不足

鍵相信號一般通過在表明開一定寬度的凹槽或焊上金屬條，由渦流傳感器拾取；或者在軸上貼反光片，通過光電傳感器拾取；也可能直接從現場TSI設備緩沖接口引出。鍵相信號為轉軸每轉一圈一個脈沖的周期信號，因使用的傳感器或獲取方式不同、鍵相標記方式不同，該信號可能為正脈沖或負脈沖；信號的電壓等級也不同，可能為3.5～5V的脈沖或5V以上的脈沖；鍵相標記相對轉軸周長的比例不同會使該脈沖信號的占空比也不同，可能為50％方波，也可能為0.1％級別的小占空比脈沖信號。

在汽輪發電機組振動監測分析中，鍵相信號起到了至關重要的相位參考作用，在振動信號采樣中，以鍵相脈沖作為CPU外部中斷信號，當鍵相脈沖到達時，啟動振動信號整周期采樣，這樣，采樣起點即為鍵相所在位置，從采樣信號經FFT計算得到的高點相位，即為相對鍵相位置的相位差，從而，該相位可以用于動平衡加重計算的依據。常用的鍵相信號傳感器有光電、渦流等類型，從TSI(turbine?supervisory?instruments，渦輪監測工具)系統引出的鍵相信號還可能為TTL(Transistor-Transistor?Logic，邏輯門電路)脈沖信號。

為從背景噪聲和振動信號中準確提取鍵相信號，鍵相處理電路需有一定的觸發比較電壓設置和占空比適應能力，現有的大部分分析儀器的鍵相信號觸發電壓均設計為固定，無法自動調整，難以滿足不同信號等級的鍵相信號識別，而且現有的濾波方式對較小的占空比(如0.01％級)的適應能力不足。因此，現有的大部分分析儀器不具備多種鍵相信號接入的自適應能力；

(2)振動信號的接入能力不足

因機組結構和配置不同，現場安裝的振動傳感器類型多樣，包括渦流、速度、加速度及ICP(Integrated?Circuits?Piezoelectric，內置集成電路的壓電傳感器)等類型，傳感器的靈敏度也差別較大，大部分現有分析儀器專門針對一種類型傳感器信號設計，很少能全面支持各種傳感器。現有分析儀器的振動通道容量大部分設計不足，一般為單、雙、4、6、8及16通道，單臺儀器無法滿足大機組全面的振動監測；

(3)樣本采集能力不足：

鍵相同步、多通道同時、整周期采樣是振動采集分析儀器的基本要求，但大部分分析儀器僅提供常規的定長樣本(如：8周期1024點)采集，因較少儀器具備可定制的長樣本、細化頻譜分析功能。

(4)上位機接口通信能力不足：

振動采集分析儀采集的振動樣本數據，一般需通過某種接口上傳到上位計算機(一般為筆記本電腦)，從而實現狀態監視、振動分析、數據存貯與管理、歷史查詢等功能。現有分析儀器的主要接口方式包括串行口、EPP(Enhanced?Parallel?Port，增強并行接口)接口、USB接口、現場總線接口(如Controller?Area?Network，簡稱CAN總線)。