專利名稱：基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電檢驗式監(jiān)視控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體為一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
盾構(gòu)隧道掘進機，簡稱盾構(gòu)機，是一種隧道掘進的專用工程機械，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。盾構(gòu)機涉及地質(zhì)、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術(shù)，而且要求能適應不同的地質(zhì)條件，對可靠性要求極高，但目前對盾構(gòu)機故障預警和判斷的方法準確度和自動化程度都不高，難以適應現(xiàn)代化工程的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種準確率高、操作簡便的，本發(fā)明公開了一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置及其使用方法。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案達到發(fā)明目的
一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置，包括振動傳感器，振動傳感器安裝在盾構(gòu)機的旋轉(zhuǎn)機械部件上，其特征是還包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、輸出設備和輸入設備，振動傳感器的模擬信號輸出端通過信號線連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入端，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端通過信號線連接微處理器，輸出設備通過信號線連接微處理器；微處理器選用數(shù)字信號處理器、單片機和可編程控制器中的任意一種；輸出設備選用顯示屏；輸入設備選用鍵盤。所述的基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置，其特征是振動傳感器選用加速度傳感器、速度傳感器和位移傳感器中的任意一種，振動傳感器的數(shù)量至少為2個，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)量和振動傳感器的數(shù)量相等，每一個振動傳感器和一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器通過總線方式連接微處理器，輸出設備還包括打印機。所述的基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置的使用方法，其特征是按如下步驟依次進行
a.安裝將振動傳感器安裝在盾構(gòu)機的旋轉(zhuǎn)機械部件上，盾構(gòu)機的旋轉(zhuǎn)機械部件包括主軸承、齒輪和旋轉(zhuǎn)軸系；
b.采集物理量啟動盾構(gòu)機，待盾構(gòu)機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，通常盾構(gòu)機運轉(zhuǎn)約3 5分鐘后即到達平穩(wěn)狀態(tài)，振動傳感器開始采集盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件的旋轉(zhuǎn)參數(shù)，并將旋轉(zhuǎn)參數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，旋轉(zhuǎn)參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)周期和瞬時振幅；
c.模/數(shù)轉(zhuǎn)換模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對振動傳感器輸出的模擬信號實施采樣，采樣頻率不低于盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件最低故障特征頻率的2倍；采樣時間不低于盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件旋轉(zhuǎn)周期的2倍，通常取盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件旋轉(zhuǎn)周期的10倍，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將從振動傳感器采樣獲得的旋轉(zhuǎn)參數(shù)模擬信號轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)字信號后再輸入微處理器；d.計算微處理器對輸入的旋轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)字信號作峭度分析，設盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件的轉(zhuǎn)速為n，旋轉(zhuǎn)周期為T ;模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對振動傳感器輸出的模擬信號實施采樣的采樣頻率為f，采樣時間為t ;在第i次采樣時的瞬時振幅為Xi，且t > 2T，根據(jù)旋轉(zhuǎn)周期T分割采樣時間t，即用T除t，將采樣時間t分割成J個區(qū)間，每個區(qū)間的時間段內(nèi)振動傳感器采樣N次，有 N=T.f，
微處理器根據(jù)下列(I)式和(2)式計算峭度值K :
權(quán)利要求
1.一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置，包括振動傳感器(I)，振動傳感器(I)安裝在盾構(gòu)機的旋轉(zhuǎn)機械部件上，其特征是還包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)、微處理器(3)、輸出設備(4)和輸入設備(5)，振動傳感器(I)的模擬信號輸出端通過信號線連接模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)的模擬信號輸入端，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)的數(shù)字信號輸出端通過信號線連接微處理器(3)，輸出設備(4)通過信號線連接微處理器(3)； 微處理器(3)選用數(shù)字信號處理器、單片機和可編程控制器中的任意一種；輸出設備(4)選用顯示屏；輸入設備(5)選用鍵盤。
2.如權(quán)利要求I所述的基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置，其特征是振動傳感器(I)選用加速度傳感器、速度傳感器和位移傳感器中的任意一種，振動傳感器(I)的數(shù)量至少為2個，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)的數(shù)量和振動傳感器(I)的數(shù)量相等，每一個振動傳感器(I)和一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)通過總線方式連接微處理器(3)，輸出設備(4)還包括打印機。
3.如權(quán)利要求I或2所述的基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置的使用方法，其特征是按如下步驟依次進行 a.安裝將振動傳感器(I)安裝在盾構(gòu)機的旋轉(zhuǎn)機械部件上，盾構(gòu)機的旋轉(zhuǎn)機械部件包括主軸承、齒輪和旋轉(zhuǎn)軸系； b.采集物理量啟動盾構(gòu)機,待盾構(gòu)機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后,振動傳感器(I)開始采集盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件的旋轉(zhuǎn)參數(shù)，并將旋轉(zhuǎn)參數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)，旋轉(zhuǎn)參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)周期和瞬時振幅； c.模/數(shù)轉(zhuǎn)換模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)對振動傳感器(I)輸出的模擬信號實施采樣，采樣頻率不低于盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件最低故障特征頻率的2倍；采樣時間不低于盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件旋轉(zhuǎn)周期的2倍，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)將從振動傳感器(I)采樣獲得的旋轉(zhuǎn)參數(shù)模擬信號轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)字信號后再輸入微處理器(3)； d.計算微處理器(3)對輸入的旋轉(zhuǎn)參數(shù)數(shù)字信號作峭度分析，設盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件的轉(zhuǎn)速為n，旋轉(zhuǎn)周期為T ;模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)對振動傳感器(I)輸出的模擬信號實施采樣的采樣頻率為f，采樣時間為t ;在第i次采樣時的瞬時振幅為Xi，且t > 2T，根據(jù)旋轉(zhuǎn)周期T分割采樣時間t，即用T除t，將采樣時間t分割成J個區(qū)間，每個區(qū)間的時間段內(nèi)振動傳感器(I)采樣N次，有N=T*f， 微處理器(3)根據(jù)下列(I)式和(2)式計算峭度值K :
4.如權(quán)利要求3所述的基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置的使用方法，其特征是在C模/數(shù)轉(zhuǎn)換步驟時，采樣頻率不低于盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件最低故障特征頻率的10 倍；采樣時間不低于盾構(gòu)機旋轉(zhuǎn)機械部件旋轉(zhuǎn)周期的10倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及電檢驗式監(jiān)視控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體為一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置及其使用方法。一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置，其特征是還包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(2)、微處理器(3)和輸出設備(4)。一種基于細化峭度分析的盾構(gòu)機故障判別裝置的使用方法，其特征是按如下步驟依次進行a.安裝；b.采集物理量；c.模/數(shù)轉(zhuǎn)換；d.計算；e.判斷。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，界面友好，判斷準確。
文檔編號G01H17/00GK102721466SQ201210200878
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者周奇才, 蔣永勤, 趙炯, 陳傳林, 黃克 申請人:上海地鐵盾構(gòu)設備工程有限公司