權(quán)利要求書: 1.風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,包括:獲取風機的軸承在運行狀態(tài)的振動信息和溫度信息;
根據(jù)所述振動信息計算出振動幅值,根據(jù)所述溫度信息計算出溫度值;
比較所述振動幅值與振動閾值的大小關(guān)系、比較所述溫度值與溫度閾值的大小關(guān)系,獲得比對結(jié)果;
根據(jù)所述比對結(jié)果確定所述風機的工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,所述根據(jù)所述振動信息計算出振動幅值,包括:每隔預(yù)設(shè)時長根據(jù)所述振動信息獲取振動信號波形圖;
根據(jù)獲取到的振動信號波形圖計算出振幅的平均值,將所述振幅的平均值作為振動幅值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,所述根據(jù)所述溫度信息計算出溫度值,包括:每隔預(yù)設(shè)時長根據(jù)所述溫度信息獲取溫度數(shù)值表;
根據(jù)獲取到的溫度數(shù)值表計算出溫度的平均值,將所述溫度的平均值作為溫度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,所述根據(jù)所述比對結(jié)果確定所述風機的工作狀態(tài),包括:若所述振動幅值大于所述振動閾值且所述溫度值大于所述溫度閾值,則確定所述風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,所述確定所述風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài),還包括:將所述振動信息的振動波形圖通過快速傅里葉變換得到振動頻域信號;
根據(jù)所述振動頻域信號確定故障類型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,所述根據(jù)所述振動頻域信號確定故障類型,包括:獲取所述振動頻域信號對應(yīng)的峰值信號;
確定所述峰值信號所在的頻域段和所述峰值信號的波峰對應(yīng)的頻率值;
根據(jù)所述頻率值所在的頻域段確定所述故障類型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風機的故障監(jiān)測方法,其特征在于,所述確定所述峰值信號所在的頻域段,包括:根據(jù)風機運行時的轉(zhuǎn)速、扇葉數(shù)量、軸承滾動體的數(shù)量確定所述頻域段。
8.故障監(jiān)測裝置,其特征在于,所述故障監(jiān)測裝置用于執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一項所述的風機的故障監(jiān)測方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的故障監(jiān)測裝置,其特征在于,還包括振動傳感器,溫度傳感器,高頻采集卡,和工控主機;
所述振動傳感器安裝在軸承座處,所述振動傳感器用于采集風機的軸承在運行狀態(tài)的振動信息;
所述溫度傳感器安裝在軸承座處,所述溫度傳感器用于采集風機的軸承在運行狀態(tài)的溫度信息;
所述振動傳感器與所述高頻采集卡連接,所述溫度傳感器與所述高頻采集卡連接,所述高頻采集卡與所述工控主機連接;
所述高頻采集卡用于采集所述振動信息和所述溫度信息,所述工控主機用于運行上位機程序,處理所述振動信息和所述溫度信息,并將處理后的結(jié)果通過無線傳輸方式發(fā)送至云平臺。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的故障監(jiān)測裝置,其特征在于,所述振動傳感器包括第一加速度傳感器與第二加速度傳感器,所述第一加速度傳感器安裝在所述軸承座的水平位置,用于檢測水平方向的振動信息,所述第二加速度傳感器安裝在所述軸承座的豎直位置,用于檢測豎直方向的振動信息。
說明書: 風機的故障監(jiān)測方法和故障監(jiān)測裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種風機的故障監(jiān)測方法和故障監(jiān)測裝置。背景技術(shù)[0002] 隨著科技的發(fā)展,風機在多個領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值,因此對其發(fā)生的故障進行監(jiān)測與分析具有重要意義。相關(guān)技術(shù)的風機的故障監(jiān)測方法,通過電渦流傳感器采集振動的幅值,當振動的幅值超過安全標準值時進行預(yù)警,此方法的誤報警率較高。發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此,本發(fā)明提出一種風機的故障監(jiān)測方法,能夠提高故障檢測的準確率。[0004] 根據(jù)本發(fā)明第一方面實施例的風機的故障監(jiān)測方法,包括:獲取風機的軸承在運行狀態(tài)的振動信息和溫度信息;根據(jù)所述振動信息計算出振動幅值,根據(jù)所述溫度信息計算出溫度值;比較所述振動幅值與振動閾值的大小關(guān)系、比較所述溫度值與溫度閾值的大小關(guān)系,獲得比對結(jié)果;根據(jù)所述比對結(jié)果確定所述風機的工作狀態(tài)。[0005] 根據(jù)本發(fā)明實施例的風機的故障監(jiān)測方法,至少具有如下有益效果:通過監(jiān)測軸承運行時的振動信息與溫度信息,使用兩種特征量進行故障的檢測與判斷,提高了故障檢測的準確率。[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述根據(jù)所述振動信息計算出振動幅值,包括:每隔預(yù)設(shè)時長根據(jù)所述振動信息獲取振動信號波形圖;根據(jù)獲取到的振動信號波形圖計算出振幅的平均值,將所述振幅的平均值作為振動幅值。[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述根據(jù)所述溫度信息計算出溫度值,包括:每隔預(yù)設(shè)時長根據(jù)所述溫度信息獲取溫度數(shù)值表;根據(jù)獲取到的溫度數(shù)值表計算出溫度的平均值,將所述溫度的平均值作為溫度值。[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述根據(jù)所述比對結(jié)果確定所述風機的工作狀態(tài),包括:若所述振動幅值大于所述振動閾值且所述溫度值大于所述溫度閾值,則確定所述風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài)。[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述確定所述風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài),還包括:將所述振動信息的振動波形圖通過快速傅里葉變換得到振動頻域信號;根據(jù)所述振動頻域信號確定故障類型。[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述根據(jù)所述振動頻域信號確定故障類型,包括:獲取所述振動頻域信號對應(yīng)的峰值信號;確定所述峰值信號所在的頻域段和所述峰值信號的波峰對應(yīng)的頻率值;根據(jù)所述頻率值所在的頻域段確定所述故障類型。[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述確定所述峰值信號所在的頻域段,包括:根據(jù)風機運行時的轉(zhuǎn)速、扇葉數(shù)量、軸承滾動體的數(shù)量確定所述頻域段。[0012] 根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的故障監(jiān)測裝置,所述故障監(jiān)測裝置用于執(zhí)行第一方面實施例所述的風機的故障監(jiān)測方法。[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述故障監(jiān)測裝置還包括振動傳感器,溫度傳感器,高頻采集卡,和工控主機;所述振動傳感器安裝在軸承座處,所述振動傳感器用于采集風機的軸承在運行狀態(tài)的振動信息;所述溫度傳感器安裝在軸承座處,所述溫度傳感器用于采集風機的軸承在運行狀態(tài)的溫度信息;所述振動傳感器與所述高頻采集卡連接,所述溫度傳感器與所述高頻采集卡連接,所述高頻采集卡與所述工控主機連接;所述高頻采集卡用于采集所述振動信息和所述溫度信息,所述工控主機用于運行上位機程序,處理所述振動信息和所述溫度信息,并將處理后的結(jié)果通過無線傳輸方式發(fā)送至云平臺。[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,所述振動傳感器包括第一加速度傳感器與第二加速度傳感器,所述第一加速度傳感器安裝在所述軸承座的水平位置,用于檢測水平方向的振動信息,所述第二加速度傳感器安裝在所述軸承座的豎直位置,用于檢測豎直方向的振動信息。[0015] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實踐了解到。附圖說明[0016] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:[0017] 圖1是本發(fā)明一個實施例的風機的故障監(jiān)測方法的流程圖;[0018] 圖2是本發(fā)明另一個實施例的風機的故障監(jiān)測方法的流程圖;[0019] 圖3是本發(fā)明一個實施例的處理振動信息的流程圖;[0020] 圖4是本發(fā)明一個實施例的故障監(jiān)測裝置的模塊框圖。具體實施方式[0021] 為了使本申請的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本申請進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本申請,并不用于限定本申請。[0022] 需要說明的是,雖然在裝置示意圖中進行了功能模塊劃分,在流程圖中示出了邏輯順序,但是在某些情況下,可以以不同于裝置中的模塊劃分,或流程圖中的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。[0023] 在一些實施例中,風機與電機之間的連接軸上設(shè)置有軸承,軸承主要起到固定連接軸的作用,使連接軸只能轉(zhuǎn)動,限制連接軸軸向和徑向的移動。當風機出現(xiàn)機械故障時,連接軸的振動幅度和頻率都會發(fā)生改變,并且會傳遞至軸承上,且軸承上由機械振動摩擦產(chǎn)生的熱量也會發(fā)生改變,因此軸承的運行狀態(tài)可以整體上反應(yīng)風機的工作狀態(tài)。[0024] 參照圖1,本申請實施例提供的風機的故障監(jiān)測方法包括步驟:[0025] S100,獲取風機的軸承在運行狀態(tài)的振動信息和溫度信息;[0026] S200,根據(jù)振動信息計算出振動幅值,根據(jù)溫度信息計算出溫度值;[0027] S300,比較振動幅值與振動閾值的大小關(guān)系、比較溫度值與溫度閾值的大小關(guān)系,獲得比對結(jié)果;[0028] S400,根據(jù)比對結(jié)果確定風機的工作狀態(tài)。[0029] 在一些實施例中,通過設(shè)置在軸承上的振動傳感器監(jiān)測運行時的振動信息,通過設(shè)置在軸承上的溫度傳感器監(jiān)測運行時的溫度信息,振動信息為振幅隨著時間變化的振幅信息,溫度信息為溫度隨著時間變化的溫度信息。通過監(jiān)測軸承運行時的振動信息與溫度信息,使用兩種特征量進行故障的檢測與判斷,提高了故障檢測的準確率。[0030] 在一些實施例中,參照圖2,步驟S200中的根據(jù)振動信息計算出振動幅值可以通過以下步驟獲?。篬0031] S211,每隔預(yù)設(shè)時長根據(jù)振動信息獲取振動信號波形圖;[0032] S212,根據(jù)獲取到的振動信號波形圖計算出振幅的平均值,將振幅的平均值作為振動幅值。[0033] 在一些實施例中,可以根據(jù)實際需求選擇不同的采樣頻率,總采樣時間和采樣點數(shù)。采樣頻率為每秒采集信號樣本的數(shù)量,當需要分辨出高頻信號時就需要提高采樣頻率,控制最高分析頻率。[0034] 根據(jù)采樣得到的振動信號的波形圖,將此振動信號波形圖中的所有振幅數(shù)據(jù)相加,并除以數(shù)據(jù)數(shù)量,得到振幅的平均值,將此平均值記為振動幅值,此時振動幅值可以整體反映一分鐘時間內(nèi)的振幅大小,且不會受到突變的振幅信號的影響,提高檢測的準確率。[0035] 在一些實施例中,步驟S200中的根據(jù)溫度信息計算出溫度值可以通過以下步驟獲?。篬0036] S221,每隔預(yù)設(shè)時長根據(jù)溫度信息獲取溫度數(shù)值表;[0037] S222,根據(jù)獲取到的溫度數(shù)值表計算出溫度的平均值,將溫度的平均值作為溫度值。[0038] 在一些實施例中,溫度值的采集與處理方法與上述實施例中的振動值的采集與處理方法相同,此處不再贅述。在其它實施例中,可以采集振幅與溫度的實時數(shù)據(jù),并將實時數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的閾值進行判斷,當檢測到振幅大于閾值或者溫度大于閾值時,即判斷風機運行異常。在另一些具體實施例中,可以設(shè)置為當振幅與溫度的實時數(shù)據(jù)連續(xù)3次超出與其對應(yīng)的閾值時,才判斷風機運行異常。[0039] 在一些實施例中,步驟S400中的根據(jù)比對結(jié)果確定風機的工作狀態(tài)具體為:[0040] S410,若振動幅值大于振動閾值且溫度值大于溫度閾值,則確定風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài)。[0041] 在本發(fā)明的一些具體實施例中,振動幅值與溫度值會隨著風機的轉(zhuǎn)速不同而不同,因此每一檔不同的轉(zhuǎn)速都對應(yīng)有不同的振動閾值與溫度閾值。閾值為風機正常運行的狀態(tài)下,按照ISO10816-3標準所確定。在理想狀態(tài)下,風機在正常運行時無振動產(chǎn)生,當風機出現(xiàn)故障,如葉輪積灰、軸承磨損、轉(zhuǎn)軸不平衡等故障時,會出現(xiàn)周期性的振動信號,且振動幅度較大,且由于振動增強,其由摩擦產(chǎn)生的熱量也會增多,導(dǎo)致軸承的溫度上升。因此設(shè)置振動閾值和溫度閾值,監(jiān)測風機的振動幅值和溫度值是否大于其對應(yīng)的閾值,就可以判斷風機的運行狀態(tài)是否正常。并且當振動幅值大于振動閾值且溫度值大于溫度閾值時,才會判斷風機為故障狀態(tài),防止在風機啟動或者停止時,振幅突變導(dǎo)致誤報警。[0042] 在一些實施例中,參照圖3,步驟S410中確定風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài),包括有以下步驟:[0043] S421,將振動信息的振動波形圖通過快速傅里葉變換得到振動頻域信號;[0044] 根據(jù)振動頻域信號確定故障類型。[0045] 當判斷風機的工作狀態(tài)為故障狀態(tài)后,會將采集到的振動信息的振動波形圖通過快速傅里葉變換算法將振動時域信號轉(zhuǎn)換為振動頻域信號,由于故障類型不同,其產(chǎn)生的周期振動信號的頻率也不同,通過轉(zhuǎn)換為頻域信號,可以將不同的故障類型所產(chǎn)生的不同振動信號分辨出來,從而精確定位故障類型,方便檢修人員檢修。[0046] 在一些實施例中,參照圖3,步驟S422根據(jù)振動頻域信號確定故障類型,具體為:[0047] S422,獲取振動頻域信號對應(yīng)的峰值信號;[0048] S423,確定峰值信號所在的頻域段和峰值信號的波峰對應(yīng)的頻率值;[0049] S424,根據(jù)頻率值所在的頻域段確定故障類型。[0050] 當振動頻域信號中出現(xiàn)峰值信號時,即說明出現(xiàn)了在此頻率下的周期性振動信號,通過確定此峰值信號的波峰對應(yīng)的頻率值和頻率值所在的頻域段,即可確定故障類型。峰值信號的數(shù)量可以不僅僅為一個,當同時出現(xiàn)多種故障類型時,經(jīng)過快速傅里葉變換后也能得到多個峰值信號。
[0051] 在一些實施例中,確定峰值信號所在的頻域段,包括:根據(jù)風機運行時的轉(zhuǎn)速、扇葉數(shù)量、軸承滾動體的數(shù)量確定頻域段。[0052] 示例,當風機的轉(zhuǎn)速為12000rpm、風機葉片為3片、軸承的滾動體數(shù)量為8個時,風機的工頻振動頻率為200Hz,葉片的通過頻率為600Hz,軸承滾動體的通過頻率為1600Hz。取基準頻率的正負10%作為頻域段的頻率范圍,即分別為180-220Hz,540-660Hz,1440-1760Hz。
[0053] 當峰值信號僅在180-220Hz出現(xiàn)時,說明風機轉(zhuǎn)軸存在不平衡故障;[0054] 當峰值信號出現(xiàn)在180-220Hz,540-660Hz時,說明風機的葉輪出現(xiàn)故障;[0055] 當峰值信號出現(xiàn)在180-220Hz,1440-1760Hz時,說明風機的軸承出現(xiàn)故障;[0056] 當峰值信號出現(xiàn)在180-220Hz,540-660Hz,1440-1760Hz出現(xiàn)時,說明風機的葉輪和軸承出現(xiàn)故障。[0057] 通過分析峰值信號所在的頻域段,可以清楚便捷的確定風機發(fā)生的故障類型,方便檢修人員快速確定故障位置。通過對振動信息與溫度信息的監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)風機是否出現(xiàn)故障,防止風機在運行過程中發(fā)生事故。[0058] 在本發(fā)明的一些實施例中,還提供了故障監(jiān)測裝置,故障監(jiān)測裝置包括上述實施例中的風機的故障監(jiān)測方法。[0059] 在一些實施例中,參照圖4,故障監(jiān)測裝置還包括振動傳感器510,溫度傳感器520,高頻采集卡530,和工控主機540。[0060] 振動傳感器510安裝在軸承座處,振動傳感器510用于采集風機的軸承在運行狀態(tài)的振動信息;溫度傳感器520安裝在軸承座處,溫度傳感器520用于采集風機的軸承在運行狀態(tài)的溫度信息;振動傳感器510與高頻采集卡530連接,溫度傳感器520與高頻采集卡530連接,高頻采集卡530與工控主機540連接;高頻采集卡530用于采集振動信息和溫度信息,工控主機540運行上位機程序,處理振動信息和溫度信息,并將處理后的結(jié)果通過無線傳輸方式發(fā)送至云平臺。[0061] 振動傳感器510與溫度傳感器520都安裝在軸承處,且都采用磁力座粘貼的方式,安裝方便且固定效果較好。高頻采集卡530包含有16路輸入端口和1路輸出端口,16路輸入端口包括8個高頻振動輸入端口和8個標準電流輸入端口,其中振動傳感器510的輸出端與高頻采集卡530的高頻振動輸入端口連接,溫度傳感器520的輸出端與高頻采集卡530的標準電流輸入端口連接。高頻采集卡530將振動傳感器510采集的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字振動信號,以供后續(xù)信號處理與分析,高頻采集卡530將溫度傳感器520采集的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號,以供后續(xù)信號處理與分析。高頻信號采集卡的輸出端口與工控主機540連接,工控主機540運行上位機程序,對接收到的數(shù)字信號進行如上述實施例中風機的故障監(jiān)測方法記載的處理流程進行處理,并將處理后的結(jié)果通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至云平臺,完成監(jiān)測風機運行狀態(tài)的功能。在其它實施例中,可以不設(shè)置工控主機,直接將采集的數(shù)字信號發(fā)送至云平臺,使用云平臺進行數(shù)據(jù)處理過程,也可以達到監(jiān)測風機運行狀態(tài)的目的。
[0062] 在一些實施例中,振動傳感器510包括第一加速度傳感器與第二加速度傳感器,第一加速度傳感器安裝在軸承座的水平位置,用于檢測水平方向的振動信息,第二加速度傳感器安裝在軸承座的豎直位置,用于檢測豎直方向的振動信息。由于軸承一般情況下為水平安裝,且在不同位置的振動幅度大小不同,且在因此在軸承的水平位置與豎直位置各安裝一個加速度傳感器,用于檢測不同位置的振動信息??梢苑謩e對兩處檢測到的振動信息分別進行處理與判斷,當兩處都超出閾值范圍時才判斷風機為異常運行。也可以通過取均值運算后再對采集到的數(shù)據(jù)進行處理,可以提高判斷運行狀態(tài)的準確程度。[0063] 以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,其中作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
[0064] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解,上文中所公開方法中的全部或某些步驟、系統(tǒng)可以被實施為軟件、固件、硬件及其適當?shù)慕M合。某些物理組件或所有物理組件可以被實施為由處理器,如中央處理器、數(shù)字信號處理器或微處理器執(zhí)行的軟件,或者被實施為硬件,或者被實施為集成電路,如專用集成電路。這樣的軟件可以分布在計算機可讀介質(zhì)上,計算機可讀介質(zhì)可以包括計算機存儲介質(zhì)(或非暫時性介質(zhì))和通信介質(zhì)(或暫時性介質(zhì))。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的,術(shù)語計算機存儲介質(zhì)包括在用于存儲信息(諸如計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù))的任何方法或技術(shù)中實施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介質(zhì)。計算機存儲介質(zhì)包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、閃存或其他存儲器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DD)或其他光盤存儲、磁盒、磁帶、磁盤存儲或其他磁存儲裝置、或者可以用于存儲期望的信息并且可以被計算機訪問的任何其他的介質(zhì)。此外,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的是,通信介質(zhì)通常包含計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或者諸如載波或其他傳輸機制之類的調(diào)制數(shù)據(jù)信號中的其他數(shù)據(jù),并且可包括任何信息遞送介質(zhì)。[0065] 以上是對本申請的較佳實施進行了具體說明,但本申請并不局限于上述實施方式,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本申請精神的前提下還可作出種種的等同變形或替換,這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
聲明:
“風機的故障監(jiān)測方法和故障監(jiān)測裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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