一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置及方法
2023-11-02 23:01:02
專利名稱：一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置及方法
技術領域：
本發明涉及無油真空獲得領域，具體地說是一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置及方法。
背景技術：
無油真空泵系統因其潔淨無油，維護周期長等優勢在眾多領域有非常好的應用前景，如用於食品、醫藥領域以提高衛生安全標準，用於光伏和半導體晶片製造產業以提高光電轉換效率和提高產品性能。無油真空泵運動系統，一般由電機、雙主軸、轉子塊、齒輪和軸承組成。為保證無油真空泵的抽速與極限真空等技術指標，無油真空泵異步電動機一般選三相兩級電機，其轉數接近每分鐘3000轉，特殊工況達到每分鐘近6000轉。目前無油真空泵保護系統日趨完善，包括腔體內防汙染的氣體吹掃控制、殼體超溫控制等等。此外，實踐證明，高轉數工況下無油真空泵的整體壽命與軸承工作壽命密切相關。當無油真空泵長時間運行時，軸承受載荷突變、工作溫升、電機轉速的變化以及汙染磨損等因素的影響，往往軸承在一個維護期內損壞。特別在無油真空泵工作氣載粉塵大等較惡劣工況下，軸承失效具有很大的不確定性。無油真空泵運行時，一旦軸承突然損壞，將導致無油真空泵卡死，電機過載機組停機等嚴重故障，造成無油真空泵內部零件破損和配套生產線停產。如能及時對軸承工作時基本狀態(包括溫度、噪聲、速度和震動)進行監測，及時發現潛在的故障，對軸承失效提前進行預防，可使無油真空泵工作的可靠性大為提高、維護成本大幅下降。軸承的早期失效一般伴隨著震動及噪聲的明顯增大，由於現場工況複雜、環境噪聲嘈雜，無油真空泵軸承工作震動及噪聲異常情況很難被發現，進一步損壞將不可避免。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種結構簡單、低成本的有效裝置及方法對其軸承工作狀態下的震動及噪聲實時監測。本發明為實現上述目的所採用的技術方案是一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置，包括駐極體話筒、無油真空泵、聲音處理模塊和上位機；駐極體話筒與無油真空泵連接，用於收集無油真空泵中軸承產生的聲音信號；聲音處理模塊與駐極體話筒連接，用於將駐極體話筒收集到的聲音信號進行放大、濾波處理後，發送到上位機。所述駐極體話筒至少有兩個，並且分別設置於靠近軸承處。所述聲音處理模塊為用於將聲音信號進行濾波和放大的接口電路。所述聲音信號包括軸承震動產生的聲音信號和噪聲信號。一種無油真空泵軸承噪聲監測保護方法，無油真空泵產生的聲音信號經過駐極體話筒收集後，通過聲音處理模塊進行濾波、放大處理，並發送到上位機，進行監測保護。所述監測保護包括以下過程將監測到的聲音信號U與無油真空泵正常工作時的聲音信號的最大值Umax進行比較，如果UXJmax,則出現無油真空泵損壞情況；如果U ( Umax,則無油真空泵正常工作。本發明具有以下有益效果及優點1.本發明可以實時對無油真空泵軸承震動及噪聲進行有效檢測，對其早期失效進行分析，對提高無油真空泵可靠性能；2.本發明結構簡單、成本低，有利於批量配套使用。
圖1是本發明的結構示意圖，其中I為駐極體話筒、2為無油真空泵、3為電機；圖2是本發明的接口電路原理圖，其中R為電阻、V為電源、M為駐極體話筒，C為電容，F為放大器，U為信號輸出。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。本發明使用的駐極體話筒具有體積小、結構簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用於盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬於最常用的電容話筒。話筒的基本結構由一片單面塗有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極(背稱為背電極)構成。駐極體面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由於駐極體薄膜上分布有自由電荷。當聲波引起駐極體薄膜振動而產生位移時；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發生變化，由於駐極體上的電荷數始終保持恆定，根據公式=Q=CU所以當C變化時必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號，實現聲_電的變換。如圖1為本發明的結構示意圖，包括安裝在無油真空泵軸承附近的兩個駐極體話筒和接口電路等部件。駐極體話筒安裝在軸承附近，軸承在轉動過程中產生的噪聲傳給駐極體話筒。通過兩個駐極體話筒對無油真空泵軸承的震動及噪聲聲波交流的音頻信號進行分析處理，完成對軸承工作狀態的提示和報警。可以實時對無油真空泵軸承震動及噪聲進行有效檢測，對其早期失效進行分析，提高了無油真空泵的可靠性指標。本發明裝置具有簡單有效、成本低的特點，有利於批量配套使用。如圖2為本發明的接口電路原理圖，駐極體話筒加入一個直流偏置電壓，軸承的震動及噪聲聲波的音頻信號會疊加到這個偏置電壓上，用電容的隔直流功能，濾掉直流成分，得到交流的音頻信號(信號輸出)被送入無油真空泵控制系統。設備正常工作時的軸承震動及噪聲信號記為Umax,當軸承早期出現故障時，噪聲信號U隨之增大，當U大於U-時即超過報警閥值時，控制系統將發出報警信號，從而完成對軸承工作狀態的鑑控。
權利要求
1.一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置，其特徵在於:包括駐極體話筒、無油真空泵、聲音處理模塊和上位機； 駐極體話筒與無油真空泵連接，用於收集無油真空泵中軸承產生的聲音信號； 聲音處理模塊與駐極體話筒連接，用於將駐極體話筒收集到的聲音信號進行放大、濾波處理後，發送到上位機。
2.根據權利要求1所述的一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置，其特徵在於:所述駐極體話筒至少有兩個，並且分別設置於靠近軸承處。
3.根據權利要求1所述的一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置，其特徵在於:所述聲音處理模塊為用於將聲音信號進行濾波和放大的接口電路。
4.根據權利要求1所述的一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置，其特徵在於:所述聲音信號包括軸承震動產生的聲音信號和噪聲信號。
5.一種無油真空泵軸承噪聲監測保護方法，其特徵在於:無油真空泵產生的聲音信號經過駐極體話筒收集後，通過聲音處理模塊進行濾波、放大處理，並發送到上位機，進行監測保護。
6.根據權利要求5所述的一種無油真空泵軸承噪聲監測保護方法，其特徵在於:所述監測保護包括以下過程: 將監測到的聲音信號U與無油真空泵正常工作時的聲音信號的最大值Umax進行比較，如果U>Umax，則出現無油真空泵損壞`情況；如果U ( Umax,則無油真空泵正常工作。
全文摘要
本發明涉及一種無油真空泵軸承噪聲監測保護裝置及方法，駐極體話筒設置於無油真空泵中的軸承處，用於收集無油真空泵中軸承產生的聲音信號；聲音處理模塊與駐極體話筒連接，用於將駐極體話筒收集到的聲音信號進行放大、濾波處理後，發送到上位機，進行監測保護。本發明可以實時對無油真空泵軸承震動及噪聲進行有效檢測，對其早期失效進行分析，對提高幹泵可靠性能；裝置簡單、成本低，有利於批量配套使用。
文檔編號F04B51/00GK103075333SQ20121059356
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者張寧, 王光玉, 張軍, 李良進, 郭麗娟 申請人:中國科學院瀋陽科學儀器股份有限公司