專利名稱：往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種往復(fù)機(jī)械振動信號的分析 方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，利用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以了解 往復(fù)機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)往復(fù)機(jī)械故障征兆，從而為合理安排 往復(fù)機(jī)械的維修，保證往復(fù)機(jī)械的正常運(yùn)行，節(jié)約維修費(fèi)用提供可靠的技 術(shù)保障。振動監(jiān)測技術(shù)是目前比較普遍采用的應(yīng)用于往復(fù)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測基 本方法。當(dāng)往復(fù)機(jī)械運(yùn)動部件發(fā)生異常， 一般都會伴隨著出現(xiàn)振動加大和 工作性能的惡化。通過對往復(fù)機(jī)械振動信號的測量、分析和監(jiān)測，可不用
停機(jī)和解體就可對往復(fù)機(jī)械的劣化程度和故障性質(zhì)有所了解；現(xiàn)在的測量 方法較簡單，工程應(yīng)用較廣泛。目前,往復(fù)機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對于往復(fù) 機(jī)械振動信號的處理過程一般包括測量、采集和信號處理三個階段，即振 動信號經(jīng)振動傳感器測量，再經(jīng)信號調(diào)理后由A/D轉(zhuǎn)換完成振動信號的數(shù) 據(jù)采集；振動信號的分段特征量提?。徊⒁罁?jù)設(shè)定的特征量報警門限進(jìn)行 報警監(jiān)測；采用定時存儲和報警存儲方式，形成歷史數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)一 定的算法確定設(shè)備報警信息，據(jù)以報警并給出維修參考數(shù)據(jù)。因此， 一般 的往復(fù)機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)從功能上包括數(shù)據(jù)采集、信號特征量提取處 理以及特征量數(shù)據(jù)的報警監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)存儲等。
現(xiàn)有往復(fù)機(jī)械振動信號分析技術(shù)都是基本采用頻語分析方式，即利用 快速傅里葉分析技術(shù)將振動信號從時域變換到頻域，再從振動信號的頻域 來捕獲信號的特征量。由于往復(fù)機(jī)械振動的復(fù)雜性，采用頻譜分析方法不 是往復(fù)機(jī)械振動信號特征量提取的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種更為方便的往復(fù)機(jī)械 振動信號的分析方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是:提供一種往復(fù)機(jī)械振動信 號的分析方法，其包括以下步驟A依據(jù)鍵相信號觸發(fā)完成振動信號的整 周期采集；B將釆集獲得的振動信號進(jìn)行分段，并計(jì)算每一段信號的均方 根值和J^值作為該信號的特征值；C持續(xù)監(jiān)測特征值并在特征值超限時 啟動報警程序。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是在上述步驟A中，振動信號的 采樣速度高于10KHz。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的步驟A中，通過在往復(fù) 機(jī)械上適當(dāng)部位設(shè)置振動傳感器，并使之同數(shù)據(jù)采集、存儲與處理設(shè)備電 連接。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是根據(jù)特征值的變化趨勢，根據(jù) 往復(fù)機(jī)械的不同工作狀態(tài)建立多個報警門限值。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法優(yōu)點(diǎn)在于用 振動信號分段特征量提取方法來代替常規(guī)的振動信號快速傅里葉變換技術(shù) 頻譜特征量提取方法，其提取的分段特征量與往復(fù)機(jī)械的各運(yùn)動機(jī)械部件 的運(yùn)動動作直接相關(guān)，因而可盡早發(fā)現(xiàn)各運(yùn)動機(jī)械部件運(yùn)動過程中的微小 異常，多種數(shù)據(jù)綜合分析，及時發(fā)出報警信號，有利于往復(fù)機(jī)械的運(yùn)行狀 態(tài)監(jiān)測、故障診斷和維修。


圖1是本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號分段特征值提取方法示意圖。 圖2是本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法的工作流程框圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖1以及圖2，本發(fā)明提供了一種往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方 法，其通過在往復(fù)機(jī)械上適當(dāng)部位設(shè)置振動傳感器，并使之同數(shù)據(jù)采集、 存儲與處理設(shè)備電連接；該數(shù)據(jù)采集、存儲與處理設(shè)備內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)特征量 提取、存儲管理程序和監(jiān)測報警程序，還設(shè)置報警限，并將計(jì)算獲得的特 征量數(shù)據(jù)與報警限相比較，以決定是否報警，并于所述往復(fù)機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)行 后，依據(jù)鍵相傳感器的信號觸發(fā)，完成往復(fù)機(jī)械的曲軸旋轉(zhuǎn)完整周期振動 信號采集，將振動信號進(jìn)行分段，并計(jì)算每一段信號的均方根值和峰峰值，這些均方根值和峰峰值作為該信號的特征值。
在所述數(shù)據(jù)采集、分析、存儲與處理設(shè)備內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)分析程序，將振 動傳感器送來的原始振動波形信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對采集獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)
行分段特征量提??；得到曲軸不同運(yùn)動角度片斷內(nèi)的振動信號均方根值和 峰峰值并傳送給所述數(shù)據(jù)存儲管理程序和監(jiān)測報警程序。所述往復(fù)機(jī)械振 動特征量提取方法適用于所有往復(fù)機(jī)械的振動信號分析和沉降信號分析， 并且有以下分析步驟 八.依據(jù)4建相信號觸發(fā)完成振動信號的整周期采集；
B. 將采集獲得的振動信號進(jìn)行分段，并計(jì)算每一段信號的均方根值和峰 峰值作為該信號的特征值；
C. 持續(xù)監(jiān)測特征值并在特征值超限時啟動報警程序。 在上述步驟A中，振動信號的采樣速度高于10KHz。 在所述數(shù)據(jù)存儲與處理設(shè)備內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)分析程序，將振動傳感器送來
的原始整周期數(shù)據(jù)進(jìn)行分段特征量提?。坏玫讲煌S旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)振 動信號的均方根值和峰峰值，并傳送給所述數(shù)據(jù)存儲管理程序和監(jiān)測報警 程序。
所述往復(fù)機(jī)械振動信號分段特征量提取方法適用于所有往復(fù)機(jī)械的振 動信號分析。
依照本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法所采用的裝置為專用監(jiān)測 設(shè)備，其在19英寸6U的機(jī)箱中，集成了電源模塊、監(jiān)測管理模塊、鍵相 模塊、振動模塊、沉降模塊、動態(tài)缸壓模塊、工藝量模塊、繼電器模塊等， 分別由這些模塊完成各類信號的采集或報警輸出。
對于振動模塊，主要完成振動信號的調(diào)理、振動原始波形數(shù)據(jù)整周期 采集、整周期分片特征量提取，并將獲得的特征量發(fā)送給監(jiān)測管理模塊完 成后續(xù)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)管理工作。
本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法根據(jù)鍵相傳感器對采集獲得的 該往復(fù)機(jī)械整周期振動信號進(jìn)行分段，并計(jì)算每段振動釆集數(shù)據(jù)的均方根 值和峰峰值，作為振動信號的特征量。系統(tǒng)重點(diǎn)對特征值進(jìn)行監(jiān)測，并兼 顧特征值的變化趨勢，根據(jù)往復(fù)機(jī)械的不同工作狀態(tài)(如不同負(fù)荷等)建 立多個報警門限值，使往復(fù)機(jī)械的監(jiān)測更加完善，保證在異常出現(xiàn)后盡早 發(fā)現(xiàn)并存儲故障狀態(tài)、發(fā)出告警信號，極大方便了往復(fù)機(jī)械的診斷和維修。
本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法優(yōu)點(diǎn)在于用振動信號分段特征量提取方法來代替常規(guī)的振動信號快速傅里葉變換技術(shù)頻譜特征量提取方 法，其提取的分段特征量與往復(fù)機(jī)械的各運(yùn)動機(jī)械部件的運(yùn)動動作直接相 關(guān)，因而可盡早發(fā)現(xiàn)各運(yùn)動機(jī)械部件的微小異常，多種數(shù)據(jù)綜合分析，及 時發(fā)出報警信號，有利于往復(fù)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和維修。
權(quán)利要求
1. 一種往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法，其包括以下步驟A依據(jù)鍵相信號觸發(fā)完成振動信號的整周期采集；B將采集獲得的振動信號進(jìn)行分段，并計(jì)算每一段信號的均方根值和峰峰值作為該信號的特征值；C持續(xù)監(jiān)測特征值并在特征值超限時啟動報警程序。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法，其特征在于 在上述步驟A中，振動信號的采樣速度高于10KHz。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法，其特征在于 所述的步驟A中，通過在往復(fù)機(jī)械上適當(dāng)部位設(shè)置振動傳感器，并使之同 數(shù)據(jù)采集、存儲與處理設(shè)備電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法，其特征在于 根據(jù)特征值的變化趨勢，根據(jù)往復(fù)機(jī)械的不同工作狀態(tài)建立多個報警門限值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法，其包括以下步驟A依據(jù)鍵相信號觸發(fā)完成振動信號的整周期采集；B將采集獲得的振動信號進(jìn)行分段，并計(jì)算每一段信號的均方根值和峰峰值作為該信號的特征值；C持續(xù)監(jiān)測特征值并在特征值超限時啟動報警程序。本發(fā)明的往復(fù)機(jī)械振動信號的分析方法優(yōu)點(diǎn)在于用振動信號分段特征量提取方法來代替常規(guī)的振動信號快速傅里葉變換技術(shù)頻譜特征量提取方法，其提取的分段特征量與往復(fù)機(jī)械的各運(yùn)動機(jī)械部件的運(yùn)動動作直接相關(guān)，因而可盡早發(fā)現(xiàn)各運(yùn)動機(jī)械部件運(yùn)動過程中的微小異常，多種數(shù)據(jù)綜合分析，及時發(fā)出報警信號，有利于往復(fù)機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和維修。
文檔編號G01M13/00GK101504309SQ20091010541
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者郭軍君 申請人:郭軍君