一種機電一體化機械振動檢測單元的製作方法

2023-08-10 20:16:11

專利名稱：一種機電一體化機械振動檢測單元的製作方法
一種機電一體化機械振動檢測單元，它適用於做各種電站、動力站、壓縮機站、泵站等的汽輪機、燃氣輪機和發電機等的振動監測，以保證這些設備的安全運行。
現在的電站多使用汽輪機、水輪機或燃氣輪機帶動發電機發電。由於它們都有高速旋轉的部件，特別是火力發電站中使用的汽輪機或燃氣輪機，轉速都為3000轉/分，其平衡問題很重要。以往這些電站發生事故前，都有其轉動件發生異常振動的現象。通過對這些異常振動的檢測分析就可以做出故障預報，以採取措施保證設備的安全。可惜，現在的設備多沒有這些振動檢測設備，振動檢測很多還停留在採用工人用耳聽的辦法。一方面其檢測速度很慢，不能及時發現異常，另一方面也容易出現失誤，因而希望採用自動化的檢測手段。現在的各種機械振動檢測裝置多做成表的形式。它們都是自成一體，除有一個拾振器和模/數轉換電路外，都有一套進行自身控制、誤差調整補償以及進行數據與顯示的複雜電子線路，因而使得結構複雜，成本高。其本身的誤差調整補償電路雖然能消除拾振器的部分零點漂移以及非線性，但由於調節環節多，要針對每個儀表進行人工調校，有時還必須在使用現場環境中調校。且誤差調整補償電路本身就是一些模擬電路，這使其在使用中的漂移增大，必須進行定期維護，增加了工作量。同時，一個檢測點就需要一整套由這些部分組成的儀表，對於象電站這樣的系統的振動檢測，需要檢測很多的點，這使得使用成本大幅度增高，而且不便於一體化的控制與檢測。
本發明的目的是發明一種機電體化的機械振動檢測單元，它適應於在機電一體化系統中應用，而且便於進行擴充。
本發明的結構框圖如附

圖1所示，它有拾振器(1)，模/數轉換電路，其特徵在於有就近放置於被監測設備近旁的標準工業控制介面(3)，它通串行通訊接口與為整個機電一體化系統所共有的中央控制計算機(4)相連，模/數轉換電路是一插於標準工業控制介面(3)標準插槽中的模/數轉換適配模塊(2)，拾振器(1)裝於需監測處。
本發明可以有多個拾振器(1)和模/數轉換適配模塊(2)，同時對多個部位進行監測。多個模/數轉換適配模塊(2)可插入標準工業控制介面(3)的不同插槽中，並且在拾振器(1)和模/數轉換適配模塊(2)對的數目多於一個標準工業控制介面(3)中的插槽數時，可以多個標準工業控制介面(3)串聯通過分配不同的地址，共用為整個系統共有的中央控制計算機(4)的串行通訊接口，中央控制計算機(4)輸出不同的地址選通訊號，可分別選通不同標準工業控制介面(3)上的不同模/數轉換適配模塊，以採集各個測點的振動數據。中央控制計算機(4)通過軟體掃描的形式，可以對多個測點進行監測。計算機對記錄存貯的數據流進行處理就又可以得到故障預告和壽命預測。
用於測量的拾振器(1)是標準化的，裝於需進行測量處，通過連線與插在標準工業控制介面(3)中的模/數轉換適配模塊(2)相連。拾振器(1)產生的模擬量信號經模/數轉換適配模塊(2)轉換後，在標準工業控制介面(3)的控制下，由中央控制計算機(4)在需要時檢測。本發明擺脫了原儀表的框框，採用機電一體化的形式，只用一個拾振器(1)和一個模/數轉換適配模塊(2)就完成了振動數據的檢測工作。對於拾振器(1)的誤差調校，採用軟體修正的辦法，每個拾振器(1)的特徵曲線參數都事先存入控制計算機的資料庫中，修正簡單、可以一次就把零點、靈敏度和非線性誤差都修正掉，而且省去了進行自身控制、誤差調整補償的電路，既簡化了電路結構，降低成本，也減少了人工進行調校的工作量。由於標準工業控制介面(3)是可以與別的測量或控制點共亨的，數據的傳輸由它通過串行通訊的方式進行，因此不用每一個測振點配一個數據傳輸電路。標準工業控制介面(3)就近放置於被控制設備近旁，它與控制計算機只是通過一根串行電纜相連，簡化了控制室安排。由於拾振器(1)、模/數轉換適配模塊(2)和標準工業控制介面(3)都已經是標準化的，由專業化工廠生產，性能穩定，成本十分低廉，在本發明中只是一種組合，在使用過程中，基本沒有漂移問題，就是拾振器(1)的特徵曲線參數值的獲取也可以通過由計算機控制的自動測量實現。例如，可以採用相同的標準工業控制介面和控制計算機，通過使拾振器處於一系列標準振動值狀態，讀出需用的讀數，對得到的結果進行回歸處理(如最小二乘法擬合等)，就可以得到特徵曲線參數。這樣的調校方法比自動化儀表的人工調校簡單容易得多。通常，此項工作已經在出產前的生產測試過程中完成。在生產測試老化期就進行＞1000小時的老化測試，無需再作現場調校。既使在長期使用後，考慮可能出現的漂移，該方法也可以在現場很方便地進行。
本發明由於採用成熟的專業拾振器(1)、模/數轉換適配模塊(2)和可共用的標準工業控制介面(3)組合，組成了機電一體化的機械振動檢測單元。而使用有多個插槽、可與其它測點共用的標準工業控制介面與控制計算機相連，可與其它測量與控制節點有機地連在一起，實現機電一體化的目標，使整體結構簡單，成本低。
本發明由於採用機電一體化的檢測方法，可以快速、準確地對汽輪機、燃氣輪機以及發電機等設備進行振動監測。而且可以利用計算機容量大、計算速度快的優點，對所測數據用精確的數學方法進行處理，以提高監測精度，避免發生事故。採用機電一體化的方法還可以方便地擴充監測點和其它的監測量，以至於還可以和整個系統的控制部分有機地聯合起來，使監測與控制之間的協調更加方便。
本發明中的拾振器(1)可以是用石油勘探中所用的檢波器，它有寬的頻率響應特徵，很高的靈敏度，而且體積很小，為一個固態組件，安裝方便。
權利要求
1.一種機電一體化機械振動檢測單元，它有拾振器(1)，模/數轉換電路，其特徵在於有就近放置於被監測設備近旁的標準工業控制介面(3)，它通過串行通訊接口與為整個機電一體化系統所共有的中央控制計算機(4)相連，模/數轉換電路是一個插於標準工業控制介面(3)中的一個標準插槽中的模/數轉換適配模塊(2)，拾振器(1)裝於需監測處。
2.如權利要求1所述的機電一體化機械振動檢測單元，其特徵在於拾振器(1)有多個，並且每一個拾振器(1)有一個相連的模/數轉換適配模塊(2)。
全文摘要
一種機電一體化機械振動檢測單元。它用於做各種電站等的汽輪機、燃氣輪機以及發電機的振動監測。本發明由拾振器、模/數轉換適配模塊、標準工業控制介面和可為整個控制系統共有的中央控制計算機組成。計算機通過串行通訊接口與標準工業控制介面相連，通過發送不同選通地址，讀取由拾振器測得的振動數據，用軟體掃描的方法監測各測點，而且可用計算機處理監測數據，以準確地預測事故隱患。
文檔編號G01M1/00GK1051976SQ8910841
公開日1991年6月5日 申請日期1989年11月11日 優先權日1989年11月11日
發明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城新開通用試驗廠