專(zhuān)利名稱(chēng)：一種機(jī)電一體化機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元的制作方法
一種機(jī)電一體化機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元，它適用于做各種電站、動(dòng)力站、壓縮機(jī)站、泵站等的汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)等的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，以保證這些設(shè)備的安全運(yùn)行。
現(xiàn)在的電站多使用汽輪機(jī)、水輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于它們都有高速旋轉(zhuǎn)的部件，特別是火力發(fā)電站中使用的汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)，轉(zhuǎn)速都為3000轉(zhuǎn)/分，其平衡問(wèn)題很重要。以往這些電站發(fā)生事故前，都有其轉(zhuǎn)動(dòng)件發(fā)生異常振動(dòng)的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)這些異常振動(dòng)的檢測(cè)分析就可以做出故障預(yù)報(bào)，以采取措施保證設(shè)備的安全?？上?，現(xiàn)在的設(shè)備多沒(méi)有這些振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，振動(dòng)檢測(cè)很多還停留在采用工人用耳聽(tīng)的辦法。一方面其檢測(cè)速度很慢，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，另一方面也容易出現(xiàn)失誤，因而希望采用自動(dòng)化的檢測(cè)手段。現(xiàn)在的各種機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)裝置多做成表的形式。它們都是自成一體，除有一個(gè)拾振器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路外，都有一套進(jìn)行自身控制、誤差調(diào)整補(bǔ)償以及進(jìn)行數(shù)據(jù)與顯示的復(fù)雜電子線(xiàn)路，因而使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。其本身的誤差調(diào)整補(bǔ)償電路雖然能消除拾振器的部分零點(diǎn)漂移以及非線(xiàn)性，但由于調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)多，要針對(duì)每個(gè)儀表進(jìn)行人工調(diào)校，有時(shí)還必須在使用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中調(diào)校。且誤差調(diào)整補(bǔ)償電路本身就是一些模擬電路，這使其在使用中的漂移增大，必須進(jìn)行定期維護(hù)，增加了工作量。同時(shí)，一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)就需要一整套由這些部分組成的儀表，對(duì)于象電站這樣的系統(tǒng)的振動(dòng)檢測(cè)，需要檢測(cè)很多的點(diǎn)，這使得使用成本大幅度增高，而且不便于一體化的控制與檢測(cè)。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種機(jī)電體化的機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元，它適應(yīng)于在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用，而且便于進(jìn)行擴(kuò)充。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖如附

圖1所示，它有拾振器(1)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于有就近放置于被監(jiān)測(cè)設(shè)備近旁的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)，它通串行通訊接口與為整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)所共有的中央控制計(jì)算機(jī)(4)相連，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路是一插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)標(biāo)準(zhǔn)插槽中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)，拾振器(1)裝于需監(jiān)測(cè)處。
本發(fā)明可以有多個(gè)拾振器(1)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)，同時(shí)對(duì)多個(gè)部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。多個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)可插入標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)的不同插槽中，并且在拾振器(1)和模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)對(duì)的數(shù)目多于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)中的插槽數(shù)時(shí)，可以多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)串聯(lián)通過(guò)分配不同的地址，共用為整個(gè)系統(tǒng)共有的中央控制計(jì)算機(jī)(4)的串行通訊接口，中央控制計(jì)算機(jī)(4)輸出不同的地址選通訊號(hào)，可分別選通不同標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)上的不同模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊，以采集各個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)數(shù)據(jù)。中央控制計(jì)算機(jī)(4)通過(guò)軟件掃描的形式，可以對(duì)多個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。計(jì)算機(jī)對(duì)記錄存貯的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理就又可以得到故障預(yù)告和壽命預(yù)測(cè)。
用于測(cè)量的拾振器(1)是標(biāo)準(zhǔn)化的，裝于需進(jìn)行測(cè)量處，通過(guò)連線(xiàn)與插在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)相連。拾振器(1)產(chǎn)生的模擬量信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)轉(zhuǎn)換后，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)的控制下，由中央控制計(jì)算機(jī)(4)在需要時(shí)檢測(cè)。本發(fā)明擺脫了原儀表的框框，采用機(jī)電一體化的形式，只用一個(gè)拾振器(1)和一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)就完成了振動(dòng)數(shù)據(jù)的檢測(cè)工作。對(duì)于拾振器(1)的誤差調(diào)校，采用軟件修正的辦法，每個(gè)拾振器(1)的特征曲線(xiàn)參數(shù)都事先存入控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，修正簡(jiǎn)單、可以一次就把零點(diǎn)、靈敏度和非線(xiàn)性誤差都修正掉，而且省去了進(jìn)行自身控制、誤差調(diào)整補(bǔ)償?shù)碾娐罚群?jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低成本，也減少了人工進(jìn)行調(diào)校的工作量。由于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)是可以與別的測(cè)量或控制點(diǎn)共亨的，數(shù)據(jù)的傳輸由它通過(guò)串行通訊的方式進(jìn)行，因此不用每一個(gè)測(cè)振點(diǎn)配一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸電路。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)就近放置于被控制設(shè)備近旁，它與控制計(jì)算機(jī)只是通過(guò)一根串行電纜相連，簡(jiǎn)化了控制室安排。由于拾振器(1)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)都已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化的，由專(zhuān)業(yè)化工廠生產(chǎn)，性能穩(wěn)定，成本十分低廉，在本發(fā)明中只是一種組合，在使用過(guò)程中，基本沒(méi)有漂移問(wèn)題，就是拾振器(1)的特征曲線(xiàn)參數(shù)值的獲取也可以通過(guò)由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)測(cè)量實(shí)現(xiàn)。例如，可以采用相同的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面和控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)使拾振器處于一系列標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)值狀態(tài)，讀出需用的讀數(shù)，對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行回歸處理(如最小二乘法擬合等)，就可以得到特征曲線(xiàn)參數(shù)。這樣的調(diào)校方法比自動(dòng)化儀表的人工調(diào)校簡(jiǎn)單容易得多。通常，此項(xiàng)工作已經(jīng)在出產(chǎn)前的生產(chǎn)測(cè)試過(guò)程中完成。在生產(chǎn)測(cè)試?yán)匣诰瓦M(jìn)行＞1000小時(shí)的老化測(cè)試，無(wú)需再作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校。既使在長(zhǎng)期使用后，考慮可能出現(xiàn)的漂移，該方法也可以在現(xiàn)場(chǎng)很方便地進(jìn)行。
本發(fā)明由于采用成熟的專(zhuān)業(yè)拾振器(1)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)和可共用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)組合，組成了機(jī)電一體化的機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元。而使用有多個(gè)插槽、可與其它測(cè)點(diǎn)共用的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面與控制計(jì)算機(jī)相連，可與其它測(cè)量與控制節(jié)點(diǎn)有機(jī)地連在一起，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的目標(biāo)，使整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
本發(fā)明由于采用機(jī)電一體化的檢測(cè)方法，可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)以及發(fā)電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)。而且可以利用計(jì)算機(jī)容量大、計(jì)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)用精確的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理，以提高監(jiān)測(cè)精度，避免發(fā)生事故。采用機(jī)電一體化的方法還可以方便地?cái)U(kuò)充監(jiān)測(cè)點(diǎn)和其它的監(jiān)測(cè)量，以至于還可以和整個(gè)系統(tǒng)的控制部分有機(jī)地聯(lián)合起來(lái)，使監(jiān)測(cè)與控制之間的協(xié)調(diào)更加方便。
本發(fā)明中的拾振器(1)可以是用石油勘探中所用的檢波器，它有寬的頻率響應(yīng)特征，很高的靈敏度，而且體積很小，為一個(gè)固態(tài)組件，安裝方便。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)電一體化機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元，它有拾振器(1)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于有就近放置于被監(jiān)測(cè)設(shè)備近旁的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)，它通過(guò)串行通訊接口與為整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)所共有的中央控制計(jì)算機(jī)(4)相連，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路是一個(gè)插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(3)中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)插槽中的模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)，拾振器(1)裝于需監(jiān)測(cè)處。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)電一體化機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元，其特征在于拾振器(1)有多個(gè)，并且每一個(gè)拾振器(1)有一個(gè)相連的模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(2)。
全文摘要
一種機(jī)電一體化機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)單元。它用于做各種電站等的汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)以及發(fā)電機(jī)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明由拾振器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面和可為整個(gè)控制系統(tǒng)共有的中央控制計(jì)算機(jī)組成。計(jì)算機(jī)通過(guò)串行通訊接口與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面相連，通過(guò)發(fā)送不同選通地址，讀取由拾振器測(cè)得的振動(dòng)數(shù)據(jù)，用軟件掃描的方法監(jiān)測(cè)各測(cè)點(diǎn)，而且可用計(jì)算機(jī)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)事故隱患。
文檔編號(hào)G01M1/00GK1051976SQ8910841
公開(kāi)日1991年6月5日 申請(qǐng)日期1989年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月11日
發(fā)明者石行, 尤裝 申請(qǐng)人:北京市西城新開(kāi)通用試驗(yàn)廠