[發明專利]一種風機振動監測系統

有效

• 申請號: 201710391233.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN106969825B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李聰;張肖;尹建國;隋志強;王守仁;郭培全;關麗喆
• 申請（專利權）人: 山東羅泰風機有限公司
• 主分類號: G01H11/02
• 分類號: G01H11/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 侯德玉

本發明的風機振動監測系統，包括至少一個速度探頭采集模塊、至少一個渦流探頭采集模塊、存儲模塊、基準電壓電路和控制模塊，控制模塊包括控制芯片STM32F047及其外圍電路，速度探頭采集模塊接多路開關輸入端，渦流探頭采集模塊接平滑濾波放大電路輸出端和多路開關輸入端，平滑濾波放大電路輸入端接控制芯片的PWM輸出端口，多路開關輸出端通過差分放大電路接開關切換模塊輸入端，開關切換模塊輸出端接低頻濾波模塊輸入端和高頻濾波模塊輸入端，低頻濾波模塊輸出端和高頻濾波模塊輸出端接控制芯片A/D端口。系統基于高性能數字化控制器，實現對運行風機軸承、轉軸振動參數的實時測量。

技術領域

本發明涉及風機狀態監控領域，具體涉及一種應用于風機振動監測系統。

背景技術

風機作為一種旋轉機械，在冶金、化工、電力等行業應用廣泛。由于風機的轉動速度較高，導致振動和噪聲較大，容易發生故障。引風機因故障未能及時排除，其結果不僅可導致設備停運，甚至可能造成機毀人亡的嚴重后果。如煤、電業是一個連續生產系統，風機又是全廠的關鍵設備，因振動故障不能繼續運行會殃及全廠生產系統設備的正常運行，而造成較大經濟損失；有時會對周圍的人員安全造成很大威脅。

引起風機振動故障原因是多種多樣的，常見的主要有以下幾種：(1)葉輪不平衡；(2)聯軸器不對中；(3)基礎剛度和連接剛度不夠；(4)滾動軸承間隙超標。據統計70％以上的機械故障都是以振動形式表現出來，因此，進行風機振動監測，依據振動的狀態與特征進行振動原因分析與診斷、比較，知道振動原因進行報警處理是非常重要的。

目前用在風機測量的振動傳感器一般是非接觸的電渦流傳感器和速度或加速度傳感器兩種，通常是用渦流傳感器測量轉軸振動，用速度或加速度傳感器測量軸承振動。

電渦流傳感器分為探頭和前置器，前置器包括振蕩器、反饋電路、檢波電路等，將位移變成較線性的模擬輸出，信號處理需要相應的二次儀表或功能模塊，這樣由該傳感器進行一個點的振動測量需要的成本需要幾千元成本。

一般測風機振動的傳感器采用速度或加速度和壓電式傳感器，其原理也分為探頭和前置器，探頭為電阻應變片或壓電陶瓷，前置器是進行信號的處理，且速度和加速度的前置器有差別，該傳感器的成本市場上也達到千元。

目前，在中大型的風機和需要安全生產場合，為確定該風機振動部位，分析風機振動類型及原因，在風機上一般選取了電機軸承、傳動側軸承、非傳動側軸承、軸承箱底座、底座支撐架等至少5個測量部位，在風機工作中使用振動測量儀器對5個測量部位的徑向振動速度有效值進行測量，振動測量傳感器采用點渦流傳感器和加速度傳感器，點渦流傳感器測轉軸的振動，加速度傳感器測軸承的振動，這樣一來用戶的使用成本就大大增加，中小型企業無法進行全面普及。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種成本較低且便于使用的風機振動監測系統，基于高性能數字化控制器，利用高性能控制器內部的快速采樣A/D、PWM脈沖信號發生器，結合外圍模擬電子線路，實現對運行風機軸承、轉軸振動參數的實時測量。

本發明采用以下技術方案：

一種風機振動監測系統，包括至少一個速度探頭采集模塊、至少一個渦流探頭采集模塊、多路開關、差分放大電路、開關切換模塊、低頻濾波模塊、高頻濾波模塊、平滑濾波放大電路、存儲模塊、基準電壓電路和控制模塊，控制模塊包括控制芯片STM32F047及其外圍電路，基準電壓電路提供基準電壓，存儲模塊與控制模塊電連接；速度探頭采集模塊與多路開關輸入端連接，渦流探頭采集模塊分別連接平滑濾波放大電路輸出端和多路開關輸入端，平滑濾波放大電路輸入端連接控制芯片的PWM輸出端口，多路開關輸出端通過差分放大電路連接開關切換模塊的輸入端，開關切換模塊的輸出端分別連接低頻濾波模塊輸入端和高頻濾波模塊輸入端，低頻濾波模塊輸出端和高頻濾波模塊輸出端分別連接控制芯片的一個A/D端口，多路開關和開關切換模塊分別連接控制芯片的一個I/O輸出端口。