專利名稱：基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及到故障診斷技術領域，特指一種針對汽輪發電機組中滑動軸 承的故障診斷設備。
背景技術：
滑動軸承是汽輪發電機組(簡稱汽輪機)的重要部件。滑動軸承一般工作于較 差的環境中，且載荷十分重，因此在運行時容易發生各種故障，甚至導致設備損壞及發生安 全事故，從而影響到人員安全、造成較大的經濟損失。由此可見，對汽輪發電機組中滑動軸 承的工作狀態進行在線監測和故障診斷是非常重要的。目前，對于汽輪發電機組中滑動軸 承的監測一般是通過人工的方式來進行，檢測人員通過人工檢測或通過一些輔助儀器上顯 示的參數或曲線，憑經驗來判斷滑動軸承的狀態，這種人工檢測的方式對檢測人員的素質 要求很高，而且整個檢測過程不夠智能化，效率低下，常出現誤檢、漏檢的現象。
實用新型內容本實用新型要解決的問題就在于針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提 供一種結構簡單緊湊、成本低廉、自動化程度高、操作簡便快速、檢測精度高的基于聲發射 檢測的汽輪機滑動軸承故障檢測裝置。為解決上述技術問題，本實用新型提出的解決方案為一種基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包括聲發射檢測系統以及 安裝于汽輪發電機組的滑動軸承上一個以上的聲發射傳感器，所述聲發射傳感器接收滑動 軸承的聲發射信號并傳送給聲發射檢測系統，其特征在于所述故障診斷裝置還包括安裝 在汽輪發電機組的轉軸末端鑒相處的轉速傳感器，所述轉速傳感器實時檢測汽輪發電機組 的轉速信號并傳送給聲發射檢測系統，所述聲發射檢測系統根據對應轉速下的聲發射信號 進行處理，提取特征后完成故障診斷。作為本實用新型的進一步改進所述聲發射傳感器通過電纜經前置放大器、數據采集卡后與聲發射檢測系統相 連。所述轉速傳感器通過電纜經數據采集卡后與聲發射檢測系統。與現有技術相比，本實用新型裝置的優點就在于1、本實用新型的基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，具有結構簡單 緊湊、成本低廉、自動化程度高、操作簡便快速、檢測精度高等優點；能夠獲取更全面故障信 息、能早期判斷故障和定位故障；2、本實用新型是基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障檢測裝置，其聲發射傳感 器和轉速傳感器安裝方便，只需簡單粘貼在待測物體上即可；該裝置抗干擾性強，其前置放 大器的硬件濾波功能和檢測系統的數字濾波更有效的去除了噪聲干擾；3、本實用新型獲取了汽輪發電機組的轉速信號和滑動軸承的聲發射信號，針對滑動軸承在不同汽輪機轉速下所具備的不同特征，實時提取了對應轉速下的滑動軸承聲發射 信號特征，完成對汽輪機滑動軸承故障的自動判斷，因此進一步提高了故障診斷的精度。4、本實用新型基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，對汽輪機滑動軸 承的聲發射信號進行實時獲取、信號分析、特征提取、并利用一定的規則進行故障判斷，對 于預防故障的發生，維護機組安全有重要價值。
圖1是本實用新型在應用實例中的框架結構示意圖；圖2是本實用新型在使用時的工作流程示意圖。圖例說明1、聲發射傳感器；2、轉速傳感器；3、滑動軸承；4、汽輪發電機組；5、前置放大器； 6、數據采集卡；7、聲發射檢測系統。
具體實施方式
以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。如圖1所示，本實用新型的基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包 括聲發射檢測系統7以及安裝于汽輪發電機組4的滑動軸承3上一個以上的聲發射傳感器 1，聲發射傳感器1接收滑動軸承3的聲發射信號并傳送給聲發射檢測系統7，故障診斷裝置 還包括安裝在汽輪發電機組4的轉軸末端鑒相處的轉速傳感器2，轉速傳感器2實時檢測汽 輪發電機組4的轉速信號并傳送給聲發射檢測系統7，聲發射檢測系統7根據對應轉速下的 聲發射信號進行處理，提取特征后完成故障診斷。聲發射傳感器1通過電纜經前置放大器 5、數據采集卡6后與聲發射檢測系統7相連，轉速傳感器2通過電纜經數據采集卡6后與 聲發射檢測系統7。如圖2所示，在使用本實用新型時，其步驟為(1)、安裝聲發射傳感器1和轉速傳感器2 將一個以上的聲發射傳感器1安裝于 汽輪發電機組4的滑動軸承3上，用來接收滑動軸承3的聲發射信號。將轉速傳感器2安裝 于汽輪發電機組4轉軸末端鑒相處，用來接收汽輪發電機組4的轉子轉速信號。聲發射傳感 器1與前置放大器5相連，前置放大器5的輸出用電纜與數據采集卡6連接；轉速傳感器2 輸出信號用電纜與數據采集卡6連接；數據采集卡6將模擬輸入信號經A/D轉換后送入PC 電腦中的聲發射檢測系統7進行分析。聲發射傳感器1和轉速傳感器2的安裝十分方便， 只需簡單粘貼在待測物體上即可。其中，聲發射傳感器1的頻響范圍為(60 ΙΙΟΟΚΗζ)，轉 速傳感器2的測量范圍為(0 30000rpm)，前置放大器5的帶寬為(10K 2M Hz)、增益為 40db，數據采集卡6采用單通道采樣在5M采樣率以上的多功能采集卡。(2)、對聲發射信號進行處理、分析，并進行特征提取聲發射檢測系統7根據對 應轉速下的聲發射信號進行處理，提取特征后完成故障診斷。聲發射檢測系統7為基于 LABVIEff自主研發的聲發射檢測系統，能對滑動軸承3的聲發射信號進行分析、處理，獲取 聲發射信號特征，對故障信息進行識別、判斷。聲發射檢測系統7對聲發射信號進行事件計 數計算、振鈴計數計算、能量計算、信號幅度計算、中心頻率計算、頻譜能量不穩定度計算、 頻譜分析以及功率譜分析，同時根據對應轉速下對信號處理、分析后提取下述特征事件計
4數特征、振鈴計數特征、能量特征、信號幅度特征、中心頻率特征、頻譜能量不穩定度特征、 時頻特征以及功率譜特征。以油膜振蕩故障為例，具體流程為將聲發射傳感器1安裝在汽輪發電機組4的滑 動軸承3上，接收滑動軸承3的聲發射信號。該信號經過電纜傳送到前置放大器5進行放 大后，進入聲發射檢測系統7。轉速傳感器2實時檢測汽輪發電機組4的轉速信號并傳送 給聲發射檢測系統7。結合所處的不同轉速情況下，在聲發射檢測系統7中完成對汽輪發 電機組4上滑動軸承3的聲發射信號的處理和分析，包括事件計數(率)計算，振鈴計數 (率)計算，能量(率)計算，信號幅度計算，中心頻率計算，頻譜能量不穩定度計算，頻譜分 析，功率譜分析，相關分析。提取汽輪發電機組4的滑動軸承3的聲發射信號的特征，包括 事件計數(率)特征，振鈴計數(率)特征，能量(率)特征，信號幅度特征，中心頻率特 征，頻譜能量不穩定度特征，時頻特征，功率譜特征，相關分析特征。發生油膜渦動時，聲發 射特征為事件計數率突然增加，振鈴計數率突然增加，頻譜能量不穩定度增大到高3值， 最大自相關系數增大到高3值，能量率增大到高3值，幅度增大到高3值。最后將提取的故
障特征 =(M...，巧)，這里
權利要求一種基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包括聲發射檢測系統(7)以及安裝于汽輪發電機組(4)的滑動軸承(3)上一個以上的聲發射傳感器(1)，所述聲發射傳感器(1)接收滑動軸承(3)的聲發射信號并傳送給聲發射檢測系統(7)，其特征在于所述故障診斷裝置還包括安裝在汽輪發電機組(4)的轉軸末端鑒相處的轉速傳感器(2)，所述轉速傳感器(2)實時檢測汽輪發電機組(4)的轉速信號并傳送給聲發射檢測系統(7)，所述聲發射檢測系統(7)根據對應轉速下的聲發射信號進行處理，提取特征后完成故障診斷。
2.根據權利要求1所述的基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在 于所述聲發射傳感器(1)通過電纜經前置放大器(5)、數據采集卡(6)后與聲發射檢測系 統(7)相連。
3.根據權利要求1所述的基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，其特征在 于所述轉速傳感器(2)通過電纜經數據采集卡(6)后與聲發射檢測系統(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于聲發射檢測的汽輪機滑動軸承故障診斷裝置，包括聲發射檢測系統以及安裝于汽輪發電機組的滑動軸承上一個以上的聲發射傳感器；聲發射傳感器接收滑動軸承的聲發射信號并傳送給聲發射檢測系統，故障診斷裝置還包括安裝在汽輪發電機組的轉軸末端鑒相處的轉速傳感器；轉速傳感器實時檢測汽輪發電機組的轉速信號并傳送給聲發射檢測系統，聲發射檢測系統根據對應轉速下的聲發射信號進行處理，提取特征后完成故障診斷。本實用新型具有結構簡單緊湊、成本低廉、自動化程度高、操作簡便快速、檢測精度高等優點。
文檔編號G01N29/14GK201707203SQ201020241098
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月29日 優先權日2010年6月29日
發明者盧緒祥, 晉風華, 朱益軍, 李錄平, 靳攀科, 饒洪德, 黃琪 申請人:長沙理工大學