测量水轮机球阀内部异响声源的方法技术

本发明专利技术涉及一种测量水轮机球阀内部异响声源的方法，通过在球阀外部布置加速度传感器，运用动态信号分析系统进行测量，得到球阀在不同水压压力下的声响过程，从而得到异响声的时域频谱图。通过时域波形确认出异响声发生的先后顺序，再通过振动能量大小确认出声源位置。本发明专利技术应用能有效解决水轮机球阀内部异响声源定位问题，可靠性高、操作简单、测量精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及一种测量水轮机球阀内部异响声源的方法。
技术介绍
高水头水轮机球阀采用分段压力试验以检验焊缝的焊接质量和结构强度，并消除焊接过程中产生的残余应力。在水压试验过程中，球阀在高水压作用下受力变形，球阀本体处于大变形、高应力状态，特殊工况中，在球阀内部偶尔出现沉闷的“砰砰”声。振动源可能存在于球阀本体、或焊接焊缝、或闷头筋板等，一旦出现此情况，如果是继续水压实验，则阀体可能发生永久的塑性变形，更严重的可能导致球阀漏水伤人或者球阀破坏而造成巨大的经济损失,因此，鉴别出异响声源是首要任务。而目前传统的通过噪声计测量球阀不同位置噪声值大小来判断球阀噪声源位置的方法，由于该方法受到环境噪声的影响，其可靠性差，测量结果误差大，无法准确获得异响声源的位置，无法解决测量球阀内部异响声源的定位问题。因此，开发出一种可靠性高、操作简单、测量精度高的测量球阀内部异响声源的方法十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种安装方便、操作简单、测量精度高、可靠性高、安全、无污染的测量水轮机球阀内部异响声源的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种测量水轮机球阀内部异响声源的方法，其特征是：1)根据水轮机球阀内部筋板和法兰数量，按照一个筋板一个测点原则，在筋板与法兰处确定相对应的测点，并在球阀外侧做相应测点位置标记；2)在标记位置处安装加速度传感器，在球阀充满水状态下，在球阀外侧测点上粘结绝缘胶带，然后通过专用磁座将加速度传感器固定到测点上，调整传感器粘结角度，确保固定牢靠；3)用屏蔽信号线将动态信号采集仪与加速度传感器连接；4)调试仪器设备：启动计算机，开启动态测试信号采集仪，进行传感器灵敏度、通道、滤波、触发条件、采集范围等基本参数设置；5)进行信号采集，球阀开始水压试验后，对球阀在不同水压压力下的声响进行监测，捕捉“砰砰”异响声信号,动态信号采集分析仪采用商业购买的动态信号分析系统，包括采集仪、计算机硬件和动态信号分析软件两部分,动态信号采集分析仪OR36具有8个通道，通频响应频率范围为0.5Hz-1000Hz，具备频谱分析、功率谱分析、频响函数分析、信号加窗、数据存储的基本功能；6)处理数据，动态信号采集分析仪OR36得到球阀在不同水压压力下的声响过程，从而得到异响声的时域频谱图，通过时域波形确认出异响声发生的先后顺序，再通过振动能量大小确认出声源位置，最先发生的、同时能量最大的测点为异响声源。技术效果与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：在现有的水轮机噪声测量技术中，往往采用噪声仪测量异响声源的方法，其无法准确获得水轮机球阀内部异响声源的位置，无法解决球阀内部异响声源的定位问题，这种测量技术方法已经不能解决测量水轮机球阀内部异响声源定位问题。本专利技术提供了一种测量水轮机球阀内部异响声源的方法。通过在球阀外部布置加速度传感器，运用动态信号分析系统进行测量，得到球阀在不同水压压力下的声响过程，从而得到异响声的时域频谱图。通过时域波形确认出异响声发生的先后顺序，再通过振动能量大小确认出声源位置。本专利技术应用能有效解决水轮机球阀内部异响声源定位问题，可靠性高、操作简单、测量精度高。本专利技术要解决的主要问题有：1、运用该测量方法获得球阀内部响声源的位置和频谱；2、大大提高响声源位置测量结果的可靠性和精确度；3、实现球阀水压试验声响过程监测；4、提高了测量过程对测试人员的安全性。①工作原理：球阀在高水压的作用下发生变形，产生振动，通过本专利技术方法，利用加速度传感器将加速度信号转换为相应的电信号，进入前置放大电路，信号经过软件处理后改善了信号的信噪比,然后再进行模数转换得到数字信号，最后送入到动态信号采集分析仪就能采集到球阀的“砰砰”异响声信号，进行数据存储和显示，并实现声响监测。本专利技术的主要优点是：安装方便、可靠性高、操作简单、测量精度高、安全、无污染等优点。②工作过程：水压试验过程中，球阀产生变形，发生振动，特殊工况下，球阀内部偶尔出现沉闷的“砰砰”异响声。通过本专利技术方法，首先，首在球阀充满水状态下，在球阀外侧测点上粘结绝缘胶带，然后通过专用磁座将加速度传感器固定到测点上，调整传感器位置，确保固定牢靠，然后将动态信号测试仪与加速度传感器连接，启动动态测试信号采集仪，设备调试完毕后，对球阀在不同水压压力下的声响进行监测，通过信号分析软件进行时域频谱分析，从而得到球阀在不同水压压力下的声响过程，然后，通过时域波形确认出振动发生的先后顺序，最后通过振动能量大小确认出振源位置。最先发生的同时能量最大的测点为异响声源位置。附图说明图1为测量水轮机球阀内部异响声源方法的球阀上游侧试验测点位置图；图2为测量水轮发电机球阀内部异响声源方法的步骤流程图。具体实施方式下面结合附图和实例对专利技术进行详细的描述。测量水轮机球阀内部异响声源的方法由以下主要部件组成：主要包括加速度传感器1、专用磁座2和动态信号采集仪3。如图2所示，本专利技术测量水轮机球阀内部异响声源方法具体包括以下步骤：1)根据水轮机球阀内部上下游各4个筋板和2个法兰，确定相对应的测点位置和数量，并在球阀外侧做相应测点位置标记，上、下游测点各4个，上游侧点分布如图1所示；2)在步骤1)的标记点上安装加速度传感器。在球阀充满水状态下，在球阀外侧测点上粘结绝缘胶带，然后通过专用磁座将加速度传感器固定到测点上，调整传感器位置，确保固定牢靠；3)用屏蔽信号线将动态信号采集仪与加速度传感器连接；4)调试仪器设备。启动计算机，开启动态测试信号采集仪，进行传感器灵敏度、通道、滤波、触发条件、采集范围等基本参数设置；5)进行信号采集。球阀开始水压试验后，对球阀在不同压力下的声响进行监测，捕捉“砰砰”异响声源信号。动态信号采集分析仪采用商业购买的动态信号分析系统OR36，包括动态采集仪、计算机(硬件)和动态信号分析软件(软件)两部分。动态信号采集分析仪至少应具有8个通道，通频频率范围至少为0.5Hz-1000Hz，具备频谱分析、功率谱分析、频响函数分析、信号加窗、数据存储的基本功能。此案例上/下游侧各4个测点，通过信号分析软件进行时域分析，从而得到球阀在不同水压压力下的响声过程；6)对步骤5)中采集的声响数据进行处理，得到“砰砰”异响声的振动信号时域图。通过时域波形确认出声响发生的先后顺序，再通过振动能量大小确认出振源位置。最先发生的、同时能量最大的测点为异响声源。本专利技术的测试运用结果证明：通过该测量方法，可准确获得球阀内部“砰砰”异响声源，实现球阀水压过程中声响监测，解决了球阀内部响声源的定位分析问题。降低了常规方法的长周期，得到了测点的时域波形和振动值等参数信息，对球阀噪声故障分析具有重要的参考价值。该测量方法具有安装方便、可靠性高、操作简单、测量精度高、安全、环保无污染等优点，可以广泛适用于水轮机运行保障领域。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量水轮机球阀内部异响声源的方法，其特征是：方法包括如下步骤：1)根据水轮机球阀内部筋板和法兰数量，按照一个筋板一个测点原则，在筋板与法兰处确定相对应的测点，并在球阀外侧做相应测点位置标记；2)在标记位置处安装加速度传感器，在球阀充满水状态下，在球阀外侧测点上粘结绝缘胶带，然后通过专用磁座将加速度传感器固定到测点上，调整传感器粘结角度，确保固定牢靠；3)用屏蔽信号线将动态信号采集仪与加速度传感器连接；4)调试仪器设备：启动计算机，开启动态测试信号采集仪，进行传感器灵敏度、通道、滤波、触发条件、采集范围等基本参数设置；5)进行信号采集，球阀开始水压试验后，对球阀在不同水压压力下的声响进行监测，捕捉“砰砰”异响声信号,动态信号采集分析仪采用商业购买的动态信号分析系统，包括采集仪、计算机硬件和动态信号分析软件两部分,动态信号采集分析仪OR36具有8个通道，通频响应频率范围为0.5Hz‑1000Hz，具备频谱分析、功率谱分析、频响函数分析、信号加窗、数据存储的基本功能；6)处理数据，动态信号采集分析仪OR36得到球阀在不同水压压力下的声响过程，从而得到异响声的时域频谱图，通过时域波形确认出异响声发生的先后顺序，再通过振动能量大小确认出声源位置，最先发生的、同时能量最大的测点为异响声源。...

【技术特征摘要】
1.一种测量水轮机球阀内部异响声源的方法，其特征是：方法包括如下步骤：1)根据水轮机球阀内部筋板和法兰数量，按照一个筋板一个测点原则，在筋板与法兰处确定相对应的测点，并在球阀外侧做相应测点位置标记；2)在标记位置处安装加速度传感器，在球阀充满水状态下，在球阀外侧测点上粘结绝缘胶带，然后通过专用磁座将加速度传感器固定到测点上，调整传感器粘结角度，确保固定牢靠；3)用屏蔽信号线将动态信号采集仪与加速度传感器连接；4)调试仪器设备：启动计算机，开启动态测试信号采集仪，进行传感器灵敏度、通道、滤波、触发条件、采集范围等基本参数设置；5)进行信号采集，球...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伟，阙广庆，李建伟，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23