大型旋转机械混合式振动监测诊断系统的研制

摘要

本文在对状态监控及故障诊断、信号分析等理论研究的基础上，提出了一种混合式振动监测的方法。混合式监测诊断系统是指采用传感器固定安装，把信号通过现场布线引到指定的地点，采用硬件(主要是测量仪表)进行简易诊断，然后通过软件系统(主要采用便携式系统)进行精密诊断，精密诊断系统根据需要选择何时诊断以及采用在线诊断或离线诊断。这样既可以方便现场工作人员进行常规性的检查，又可以深层次的诊断设备故障的原因、部位以及严重程度，进而深入分析，作出判断。目前在发电机组辅机系统中已经应用了混合式监测诊断方法，并取得了较好的效果。 本文在研究了各种测试仪表的基础上，研制了一台数字式位移测量仪。该测量仪与位移传感器及前置器配合使用，能够在线监测包括振动峰—峰值和平均值等振动信号量，同时测量仪可以自动检测传感器安装距离，在危险的情况下可以根据事先设定好的报警值进行报警。数字显示方式可以方便现场施工人员观测振动位移量的大小，测量仪本身可以方便的组成多通道，为进一步分析处理信号提供了方便的接口等。测量仪使用范围广泛，在选择合适的量程之后，可以与不同灵敏度的电涡流位移传感器配合使用。测量仪采用交直流两种形式供电，这样既方便现场的使用又可以保证电源供电的稳定性，其内部电路中采用MC1404B计数器芯片，能够准确的进行复位调零功能，显示部分采用7135共阴极LED的显示电路，这种芯片精度高、分辨率高、能准确检出极性。同时本文还对电路板的总体设计、结构设计、电气性能设计进行了简要的说明。 位移测量仪是根据现场的实际情况和要求进行设计研制的。测量仪操作方便，检测速度快，准确率高。在工程中得到较好的应用。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1设备状态监测与故障诊断概述

1.1.1设备状态监测

1.1.2故障诊断

1.1.3设备状态监测和故障诊断技术及其实施过程

1.2设备状态监测与诊断技术及仪器的发展

1.3本课题内容、目的与意义

2混合式振动监测诊断系统理论基础与设计思想

2.1振动种类及其性质

2.1.1机械振动及其种类

2.1.2简谐振动及其特性

2.1.3周期振动及其性质

2.1.4转子的临界转速

2.2转子系统主要故障及其诊断

2.2.1不平衡振动

2.2.2转子弯曲

2.2.3转子不对中

2.2.4动静摩擦及其诊断

2.2.5油膜振荡

2.3信号时域分析和频域分析

2.3.1信号时域分析

2.3.2频域分析

2.4混合式振动监测诊断系统的设计思想

3发电机组辅机混合式振动监测诊断系统

3.1概述

3.2系统方案设计

3.3功能描述

3.4系统的软件实现

4数字式位移测量仪的设计

4.1概述

4.2电涡流传感器

4.3电源部分设计

4.4信号输入部分设计

4.4.1集成运放的简化模型

4.4.2理想化集成运放的基本特性

4.4.3信号输入部分设计

4.5模拟信号数字化及数模转换

4.6数显表部分电路设计

4.6.1数字显示仪表的特点

4.6.2数显表部分电路设计

4.7报警功能设计

4.8电路板设计

4.8.1印刷电路板设计的基本原则

4.8.2印刷板的结构设计

4.8.3印制板的电气性能设计

4.8.4 PCB的总体设计

5系统现场测试

5.1数字式位移测量仪的安装

5.2数字式位移测量仪的使用方法

5.3系统的现场测试

6结论

致谢

参考文献

附录：作者攻读硕士学位期间发表论文情况