大型旋转机械状态监测及故障诊断系统

针对大型旋转机械实时监测系统一般只负责监测设备运行状况,而无法进行故障分析的弊端研究设计了该系统。系统实现了大型旋转机械运转状况的实时监测、信号曲线实时显示、长期数据存储、网络通信以及在线动平衡测量和轴承故障检测等多种功能,能及时识别旋转机械设备的异常状态,保证设备安全可靠地运行,并可以为控制设备运行于最优状态以及早期诊断设备故障提供依据。     

基于NI LabVIEW和USB的旋转机械便携式状态监测和数据分析系统

大型旋转机械是石化、电力、冶金等企业的核心装置,一旦发生故障停机将导致不可预料的经济损失和不良的社会影响,因此对其状态进行监测与诊断具有极其重要的意义,尤其是在非定期和出差情况下的振动测试所用的便携式状态监测和数据分析系统可直接决定工作效率.采用NI LabVIEW和USB总线的数据采集模块构建便携式的数据采集系统,完成旋转机械振动信号的数据采集,进行离线分析和处理,为机器安全运行做到强大的技术支撑.     

基于LabVIEW的旋转机械振动状态监测及故障诊断系统设计

采用虚拟仪器技术对旋转机械的振动信号进行数据采集以及状态监测,并通过运用数字信号分析方法对转子振动信号进行分析,通过分析其绘制的图谱实现对旋转机械的故障诊断。     

基于LabVIEW的罗茨鼓风机转子振动测试系统

开发一套基于LabVIEW的罗茨鼓风机转子振动测试系统,利用PCI采集风机振动信号,以振动信号的频域特征作为主要的故障征兆,运用频谱分析方法实现风机状态监测,为设备安全运行提供技术保障.     

旋转机械转子故障诊断软件系统设计

转子作为旋转机械的核心组成部分,一旦发生故障会直接导致旋转机械运行异常。对旋转机械的转子故障进行诊断,可以及时采集转子运行异常信号,对故障发生部位及类型进行及时预警和干预。本监测系统通过模拟转子发生故障时的运行信号,通过时域及频域分析对信号进行降噪滤波,并通过卷积神经网络信号进行检测及分类,实现故障的自动识别和快速诊断,提高旋转机械故障自检测及预警能力。实验结果证明本系统数据采集与管理功能、数据处理均满足使用需求,系统能够对转子故障进行及时快速地诊断。     

应用LabVIEW高速搅拌轴状态信号特性分析

搅拌轴高速旋转,为整机的动力输入源,容易发生故障,通过状态信号监测迅速排除故障具有重要意义。根据高速旋转搅拌轴和整个装置的结构特点,设计状态信号监测系统,对关键位置点进行检测。应用小波分析技术对搅拌轴状态信号监测系统进行分析,基于LabVIEW虚拟仪器测试系统搭建状态信号试验测试平台;采用压电加速度传感器获取轴承座的竖直、水平方向及搅拌轴输入端的振动信号;利用平台对状态信号进行分析,进行自功率谱、共振解调和小波分解等分析处理;通过信号分析,检测搅拌轴轴承状态及不平衡或不对中现象,并对转轴的转速选择进行检验。分析结果可知：设备总体运行正常,个别搅拌轴有轻微不平衡或不对中现象;减速电机采用悬置增加了转轴的振动,同时也影响到整个塔身的振动;在转速选择上搅拌轴目前选择的转速偏低,转动过程中不能完全甩起搅拌链,为通过增加转速来提高脱硫塔的运行效率提供了有效依据。分析方法和分析结果为此类研究提供参考。     

基于LabVIEW的旋转机械计算阶次跟踪系统开发

转子系统的升降速过程包含了丰富的状态信息,一些在平稳运行时不易反映的故障征兆可能会充分地表现出来。因此,旋转机械的升降速过程中的振动信息对于旋转机械的状态监测及故障诊断具有独特的价值。转子系统的升降速过程是一种非平稳过程,其振动信号在时域和频域变化非常复杂,不满足傅里叶变换对信号的平稳性要求。基于傅里叶的传统谱分析方法无法有效地提取和分析该阶段的信息,而计算阶次跟踪技术的出现很好地解决了这一问题,基于LabVIEW开发了一套全新的旋转机械计算阶次跟踪系统。     

大型风机的状态检测及分析

围绕大型风机的运行状态分析,运用旋转机械故障诊断理论和振动信号分析仪器对该风机进行了振动测试.采用锤击法测试了风机叶轮各部件及平台的固有频率,起机或停机状态下对转子的振动进行了测试,对不同转速下轴系各测点的振动进行了测试和分析,并对设备的运行状况作出评价和建议.     

基于LabVIEW的机电设备状态监测与故障诊断系统

为了适应工业自动化的迅速发展,将LabVIEW技术应用到电机的状态监测与故障诊断技术中,实现了硬件和软件资源的共享,快速、灵活地组建了各种自动测试系统,通过利用虚拟仪器的强大功能和灵活、直观的编程语言来进行信号的分析、数据的处理、存储以及图形化显示等工作,初步开发出一个完整的设备状态监测与故障诊断系统。试验结果表明,该系统可以对机电设备的状态起到了很好的状态监测和故障诊断作用。     

基于LabVIEW的旋转机械远程故障诊断系统研究

针对北京燕山石化炼油厂某烟气轮机进行旋转机械远程故障诊断的研究,设计并开发了远程故障诊断系统原型.首先通过转子实验台模拟烟机的振动信号,以LabVIEW为平台对转子振动信号进行获取和分析;然后利用BP神经网络的方法对其进行故障诊断;最后通过B/S结构网络体系的构建,完成整个远程故障诊断原型系统的开发.     

基于DSP技术实现的微速差双转子动平衡仪

提出了一种新的数字信号处理方法，分离有微小速差双转子系统的内、外转子合成振动信号。采用基准信号作触发，分别对内、外转子进行同步采样，就可直接获取各转子相应的振动幅值和相位。结合DSP技术，该方法被成功应用于双校正面双转子系统的现场整机动平衡仪开发。     

ICA在航空发动机振动信号盲源分离中的应用

研究了基于独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)的发动机振动信号盲源分离技术,旨在将发动机振动信号按照不同的激振源进行分离。首先阐述了基于最大信噪比的盲源分离算法原理,通过对仿真信号进行分离,判断了分离输出信号与仿真信号的一致性,验证了该算法的可行性;然后将该算法与FFT分离法相结合,应用于某型双转子航空发动机高、低压转子实测振动信号盲源分离中,取得了很好的分离效果,表明应用ICA技术建立的基于最大信噪比的盲源分离算法具有迭代次数少、计算复杂度低、效果好及稳定等优点。     

Eulerian laser Doppler vibrometry: Online blade damage identification on a multi-blade test rotor

Laser Doppler vibrometry enables the telemetry-free measurement of online turbomachinery blade vibration. Specifically, the Eulerian or fixed reference frame implementation of laser vibrometry provides a practical solution to the condition monitoring of rotating blades. The short data samples that are characteristic of this measurement approach do however negate the use of traditional frequency domain signal processing techniques. It is therefore necessary to employ techniques such as time domain analysis and non-harmonic Fourier analysis to obtain useful information from the blade vibration signatures. The latter analysis technique allows the calculation of phase angle trends which can be used as indicators of blade health deterioration, as has been shown in previous work for a single-blade rotor.This article presents the results from tests conducted on a five-blade axial-flow test rotor at different rotor speeds and measurement positions. With the aid of artificial neural networks, it is demonstrated that the parameters obtained from non-harmonic Fourier analysis and time domain signal processing on Eulerian laser Doppler vibrometry signals can successfully be used to identify and quantify blade damage from among healthy blades. It is also shown that the natural frequencies of individual blades can be approximated from the Eulerian signatures recorded during rotor run-up and run-down.     

旋转机械参数图形多尺度多结构元边缘检测

以旋转机械振动信号参数图形为研究对象,在600 MW模化汽轮机转子试验台上完成了转子正常、转子不对中和轴承松动故障的实验研究,得到了相应的振动参数三维图形。对不同故障的振动参数三维图形进行了二维灰度转化及图形预处理;依据多尺度滤波增强处理方法滤除了参数图形的噪声,增强了有用信息;利用多结构元边缘检测算子对参数图形进行了边缘检测。结果表明：多尺度多结构元边缘检测方法抗噪能力强,能够在滤除旋转机械振动信号参数图形中噪声的同时,有效地提取图形的边缘特征,适用于环境噪声较为复杂的旋转机械状态监测。     

基于耦合源误差分析的转子振动信号识别方法

转子振动信号实时监测是保障旋转机械健康运行的关键,转子圆度误差和电涡流位移传感器误差的耦合源误差在以往的研究和振动监测中很少考虑,使得转子振动信号有一定的失真,甚至会引起误判。以实际转子为例,提出了圆度误差测量表达式;测量和分析了两种常用电涡流位移传感器的误差,利用傅里叶拟合方法构建了圆度误差和电涡流位移传感器耦合源误差表达式,建立了耦合源误差与转子振动信号之间的映射关系。提出了点-点法、平均值法与最大值法3种转子振动信号识别方法,3种方法都能有效识别转子振动信号,其中点-点法最精确,识别误差占比约20%;平均值法计算简便,识别误差占比约10%;最大值法偏保守,但可有效避免误判,识别误差占比约32%。     

基于参数化时频分析的转子全工况动平衡方法

针对现有转子动平衡方法处理非平稳数据的不足,提出了基于参数化时频分析的转子全工况动平衡方法。该方法根据转频信号频率变化函数构造匹配的旋转算子,将启车信号的时频特征进行旋转,准确提取出转频分量。通过添加试重,结合全息动平衡方法获得各个转速下的迁移矩阵,实现转子全工况的动平衡,避免了传统动平衡方法需要获取稳态数据的缺点。实验结果表明,该方法可以方便、快捷地确定出转子的失衡量和失衡方位,有效降低转子系统不平衡振动,同时减少平衡过程中的启车次数。     

基于叶尖定时的非接触式旋转叶片异步振动分析

基于叶尖定时原理设计一套旋转叶片振动实时检测系统,该系统主要由光纤传感、数据采集、振动分析三个部分组成。光纤传感的核心是叶尖定时传感器和光电转换模块的设计,数据采集实现对转换后的脉冲数据进行高速采集、预处理和与计算机之间的高速通信,振动分析则由计算机软件进行实时处理并显示分析结果。整套系统在现场某大型压气机上进行了原理性验证,同时在高速模拟转子上通过了实时性验证,异步振动分析结果与应变片监测的数据完全吻合,保证了整套系统最终应用于压气机叶片振动的在线实时监测。     

Continuous wavelet grey moment approach for vibration analysis of rotating machinery

The statistical characteristics of the continuous wavelet transform scalogram of vibration signal are explored, and two features, wavelet grey moment (WGM) and first-order wavelet grey moment vector (WGMV), are proposed for condition monitoring of rotating machinery. Faulty signals from a rotor test rig are studied using the first-order WGM. The analysis indicates that first-order WGM can reveal the time–frequency features of vibration signals well and that it could be used to diagnose faults quantitatively. The effectiveness of the first-order WGMV is also demonstrated by experimental data. Results show that the first-order WGMV is suitable to reflect the local information of scalogram, and would be an effective method of vibration signal analysis for fault diagnostics of rotating machinery. The result by FFT analysis is also given. Compared with the conventional FFT method, the two features presented in this paper are more suitable to extract characters of faults quantitatively.     

一种转速信号测量和相位信息获取的方法

为了得到在旋转机械的振动监测与故障诊断中起着至关重要作用的转速和相位信息,介绍了一种利用鉴相脉冲触发各振动信号并行采集及获取转子转速和各振动信号相位的方法,这种软硬件触发采集的方式不仅可以实现整周期采样,而且可大大减小相位误差。实例验证了鉴相信号在相位信息的获取中起着决定性的作用。     

叶端定时测量方法及关键技术研究

研究了叶端定时测量方法及其实时监测系统的关键技术——叶端定时传感器、高速叶端脉冲信号采集系统和叶端定时信号的实时分析和处理。采用叶端定时测量系统在实验现场对某发动机的首级叶片振动进行实时测量，获得了满意的结果。