[發明專利]一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置及方法

無效

• 申請號: 201210193046.0
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102692298A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 周璞;符棟梁;章藝;鐘焱;張心瑋;代學昌
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0四研究所
• 主分類號: G01M1/38
• 分類號: G01M1/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，其特征在于，包括電渦流傳感器，轉速鍵相傳感器，前置放大器，動平衡監測校正電路，電渦流傳感器和轉速鍵相傳感器采集信號經過前置放大器送入動平衡監測校正電路，動平衡監測校正電路包括輸入輸出模塊、前端模擬信號處理模塊、裝置核心電路模塊和電源系統模塊，動平衡監測校正電路接收前置放大器信號送入前端模擬信號處理模塊處理后，送裝置核心電路模塊計算存儲后，輸入輸出模塊與裝置核心電路模塊交換數據，電源系統模塊包含電源處理模塊和電源電壓監控與復位電路，電源處理模塊為各個模塊芯片提供電源，電源電壓監控與復位電路接收各電源信號，輸出報警和控制信號。

2.根據權利要求1所述船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，其特征在于，所述傳感器輸入調理電路包括電壓偏置電路、光耦隔離電路和脈沖整形電路，前置放大器送來的電渦流傳感器采集信號經過減法器和電阻電容網絡電壓偏置電路，輸出模數轉換芯片可接受的電壓信號，轉速鍵相傳感器信號經過光耦隔離和脈沖整形電路進行預處理。

3.根據權利要求1所述船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，其特征在于，所述裝置核心電路模塊為CPU?最小系統，包括OMAP-L137處理器、存儲器、系統時鐘，存儲器包括用于存儲引導系統BOOT引導程序的SPI?Flash、用于掛載嵌入式操作系統和存儲數據的Nand?Flash、用于程序運行和數據緩沖的SDRAM19，系統時鐘包含主參考時鐘24MHz的有源振動器和為系統供時的32K?RTC晶振。

4.根據權利要求1所述船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，其特征在于，所述輸入輸出模塊包含：人機交互輸入的電容式觸摸屏及其驅動電路；數據及界面顯示的LCD液晶顯示屏及其驅動電路；數據高速傳輸和軟件更新的百兆以太網接口電路；U盤、鼠標鍵盤外設的USB2.0接口及其驅動電路和數據備份的SD卡接口電路。

5.一種船用高速回旋機械現場動平衡監測校正方法，包括船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，其特征在于，具體包括如下步驟：

1）布置傳感器：在各個動平衡面附近布置電渦流傳感器，每個軸系分別布置轉速鍵相傳感器；

2）連接調試裝置：待布置完畢傳感器后，將傳感器與前置放大器相連，然后將前置放大器與動平衡監測校正電路相連，并將全船監控系統的通訊電纜與船用高速回旋機械現場動平衡監測校正裝置，連接完畢后，將整個系統上電，將輸入輸出模塊設置為傳感器調試模式，此模式下為固定頻率采樣，采集傳感器的靜態數據，將傳感器各個測點一一調試，調試完畢后進入現場動平衡校正模式；

3）動平衡配置：整個現場動平衡校正模塊界面顯示分為左右兩塊，左邊是機組總貌圖，實時顯示各個測點的振動值，右邊則是動平衡界面，設定動平衡配置，選擇動平衡面數量、測點數量、以及是否需將船體傾斜搖擺數據補償進監測，若動平衡面為N個，測點數目為K，則動平衡界面顯示的轉子上顯示N個平衡面，K個測點；

4）采集原始振動：先將設備調到動平衡校正的轉速，待轉速穩定后，鎖定所有監測的動平衡參數，即保持振動位移基頻幅值和相位值，將觸碰機組總貌圖上做動平衡的測點動平衡參數拖放至動平衡界面相對應的轉子測點參數輸入框，也就是將在設定的轉速下測得的振動位移基頻幅值和相位值輸入到轉子測試點中，完成初始振動輸入過程；

5）試重：若設定動平衡的平衡面為N個，則試重次數為N，首先從平衡1開始試重，將所需試重的重量及相位輸入至動平衡校正界面并在實際機組動平衡面上相應相位添加此重量的配重塊，試重完畢后，重新啟動所測設備，待穩定到達平衡轉速后，如步驟4）采集原始振動，將試加配重后所監測測點的振動幅值及相位拖放至動平衡校正第一次試重界面，如此便完成首次試重操作，后面重復試直至完成第N次試重；

6）多平衡面多轉速的動平衡計算：待完成第N次試重后，選擇界面動平衡計算向導框，裝置進行數據計算并于界面上的每個平衡面上以圖形形式自動顯示，將計算的配重分別添加到相應平衡面上，再次開機并將動平衡校正后的殘余振動及相位輸入動平衡界面的殘余振動輸入框，完成一次動平衡測試；

7）如一次動平衡測試未能滿足要求，可重復1）～6）步驟再進行第二次動平衡時，二次平衡后，可得動平衡測試的平衡數據。

6.根據權利要求5所述船用高速回旋機械現場動平衡監測校正方法，其特征在于，所述步驟6）中的數據計算采用多平衡面多轉速的轉子影響系數法，影響系數???????????????????????????????????????????????作為施加在各平衡面上的單位試重對測振點所引起的振動變化可由下式求得：

其中：為原始不平衡轉子在第個平衡轉速轉動時第個點的初始振動；

為第個平衡面上加試重；

為第個平衡轉速測得第個點的振動；

所有的影響系數構成影響系數矩陣,具體表達形式為：

所需校正質量為：，其中﹡表示矩陣的共扼矩陣，表示矩陣的轉置。