振动传感装置、数据筛选及方向判断方法、风机监测系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种振动传感装置、数据筛选及方向判断方法、风机监测系统，风机振动监测系统，包括风机多方向振动传感器、数据传输模块、风机主控PLC和监测分析服务器，风机多方向振动传感器包括多方向振动传感装置，多方向振动传感装置包括安装座，安装座上设有摆块，所述安装座上环绕所述摆块布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括两个弹性梁，各弹性梁上分别设有将形变量转换为对应电信号的压电片。设定阈值，若任意一组内的各电信号数据均小于该阈值，则舍弃该组电信号数据；若在任意相邻的两组有效的电信号数据中，仅有其中一个弹性梁对中的两个弹性梁所对应的电信号数据大于阈值且交替出现最大值，则该弹性梁对所在的方向即为振动方向。

【技术实现步骤摘要】
振动传感装置、数据筛选及方向判断方法、风机监测系统
本专利技术涉及一种振动传感装置、数据筛选及方向判断方法、风机监测系统，具体为多方向振动传感装置及使用该多方向振动传感装置的风机振动监测系统和数据筛选及振动方向判断方法。
技术介绍
风力发电作为一种清洁、可再生的新型能源发展迅速，风力发电机(简称风机)数量急剧增加。风机作为风力发电的关键设备，由于运行环境复杂，不可避免地会出现故障。如果因此导致非正常停机，会严重影响发电效率。所以，监测风机的关键运行信号，分析诊断风机故障是非常必要和迫切的。风机的故障主要包括电气故障和机械故障，目前关于风机电气信号的监测和分析诊断系统较为成熟，而对于风机机械信号的监测分析及故障诊断技术还相对匮乏。风机的机械故障通常是从振动方面表现出来的，根据对振动信号的监测分析进行风机的机械故障诊断是当前风机维护管理的主要手段。现有技术中，对于风机振动信号的监测分析是通过在监测部位设置振动传感器，并将采集的数据通过电缆或光纤传输给主控PLC以及与主控PLC连接的服务器。现有技术中在风机待检测部位设置的振动传感器大多只能采集单方向的振动数据，而在实际情况下，风机监测部位会在多方向上均进行振动，并且不同方向的振动对监测部位的影响不尽相同，现有的振动传感器无法采集其他方向上的振动数据，降低了振动传感器采集数据的准确性、无法对监测部位的振动方向进行准确的判断。另外，现有报道的风机振动监测系统通常需要振动传感器采集的信号实时传输，其中包含有环境本身存在对风机监测部位构不成损害的微小振动，增大了数据传输量、占据了系统数据库的大量空间并且增大了分析服务器的工作强度，严重降低了监测分析系统的效率。此外，现有技术中公开的风机振动监测系统均需要外接电源或者提供备用电池为振动传感器及其他用电部件进行供电，并且通过有线通信的方式进行数据传输，导致布线复杂，后期维护困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风机振动监测系统，以解决现有技术中振动监测系统只能采集单方向的振动数据、无法准确判断振动方向的技术问题；还提供一种多方向振动传感装置和数据筛选及振动方向判断方法。为实现上述目的，本专利技术风机振动监测系统的技术方案是：一种风机振动监测系统，包括风机多方向振动传感器、数据传输模块、风机主控PLC和监测分析服务器，所述风机多方向振动传感器包括多方向振动传感装置，多方向振动传感装置包括用于安装在风机待监测部位上的安装座，所述安装座上设有可随风机待监测部位的振动发生偏摆的摆块，所述安装座上环绕所述摆块布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括沿中心对称布置的两个弹性梁，各弹性梁上分别设有在对应弹性梁被摆块撞击时发生形变并将形变量转换为对应电信号的压电片。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的风机振动监测系统包括风机多方向振动传感器、数据传输模块、风机主控PLC和监测分析服务器，所述风机多方向振动传感器包括多方向振动传感装置，多方向振动传感装置包括安装座和设在安装座上的摆块，安装座上环绕布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括沿中心对称布置的两个弹性梁，各弹性梁上分别设有压电片。使用时，当风机待监测部位发生振动时，能够带动摆动发生偏摆，摆块撞击弹性梁并发生反弹，在撞击弹性梁时，压电片能够发出对应的电信号，通过判断是否具有电信号以及电信号的大小，能够判断出该方向是否为振动方向，本专利技术中，通过设置多个沿周向布置的弹性梁，能够测出风机待监测部位多个方向的振动，采集多个方向的振动数据，提高了数据采集的准确性。各所述弹性梁沿周向均匀间隔布置，相邻两弹性梁之间的周向间距小于所述摆块的外部尺寸，且摆块的外部尺寸小于两周向间距与弹性梁周向尺寸之和。所述安装座上沿周向间隔布置有多个径向滑槽，各所述弹性梁径向位置可调地设于该径向滑槽内。所述弹性梁的一端设于所述安装座上，另一端为自由端，自由端上背离所述摆块的一侧设有端部加重块，弹性梁的根部设有所述的压电片。所述安装座包括用于安装在风机待监测部位上的底座和固定罩设在底座上的罩体，所述底座和罩体上分设有所述的弹性梁和摆块，所述摆块通过拉簧悬置于所述罩体的顶端内壁上。所述摆块包括悬置于罩体顶端内壁上的顶部永磁体，多方向振动传感装置还包括设于底座上并与顶部永磁体上下对应的底部永磁体，顶部永磁体和底部永磁体之间设有位于由顶部永磁体和底部永磁体形成的磁场内的电磁线圈，所述电磁线圈具有延伸至罩体外部的两接线端。所述摆块还包括由内至外依次套装于顶部永磁体周向外部的磁隔离套和刚性碰撞套。多方向振动传感装置还包括套装于所述电磁线圈和底部永磁体外部的磁屏蔽套，所述罩体为磁屏蔽外壳。本专利技术多方向振动传感装置的技术方案是：一种多方向振动传感装置，包括用于安装在风机待监测部位上的安装座，所述安装座上设有可随风机待监测部位的振动发生偏摆的摆块，所述安装座上环绕所述摆块布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括沿中心对称布置的两个弹性梁，各弹性梁上分别设有在对应弹性梁被摆块撞击时发生形变并将形变量转换为对应电信号的压电片。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的多方向振动传感装置包括安装座和设在安装座上的摆块，安装座上环绕布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括沿中心对称布置的两个弹性梁，各弹性梁上分别设有压电片。使用时，当风机待监测部位发生振动时，能够带动摆动发生偏摆，摆块撞击弹性梁并发生反弹，在撞击弹性梁时，压电片能够发出对应的电信号，通过判断是否具有电信号以及电信号的大小，能够判断出该方向是否为振动方向，本专利技术中，通过设置多个沿周向布置的弹性梁，能够测出风机待监测部位多个方向的振动，采集多个方向的振动数据，提高了数据采集的准确性。各所述弹性梁沿周向均匀间隔布置，相邻两弹性梁之间的周向间距小于所述摆块的外部尺寸，且摆块的外部尺寸小于两周向间距与弹性梁周向尺寸之和。所述安装座上沿周向间隔布置有多个径向滑槽，各所述弹性梁径向位置可调地设于该径向滑槽内。所述弹性梁的一端设于所述安装座上，另一端为自由端，自由端上背离所述摆块的一侧设有端部加重块，弹性梁的根部设有所述的压电片。所述安装座包括用于安装在风机待监测部位上的底座和固定罩设在底座上的罩体，所述底座和罩体上分设有所述的弹性梁和摆块，所述摆块通过拉簧悬置于所述罩体的顶端内壁上。所述摆块包括悬置于罩体顶端内壁上的顶部永磁体，多方向振动传感装置还包括设于底座上并与顶部永磁体上下对应的底部永磁体，顶部永磁体和底部永磁体之间设有位于由顶部永磁体和底部永磁体形成的磁场内的电磁线圈，所述电磁线圈具有延伸至罩体外部的两接线端。所述摆块还包括由内至外依次套装于顶部永磁体周向外部的磁隔离套和刚性碰撞套。多方向振动传感装置还包括套装于所述电磁线圈和底部永磁体外部的磁屏蔽套，所述罩体为磁屏蔽外壳。本专利技术数据筛选和振动方向判断方法的技术方案是：检测多组间隔设定时间取样的各弹性梁的电信号数据，设定阈值，若任意一组内的各电信号数据均小于该阈值，则舍弃该组电信号数据；若在任意相邻的两组有效的电信号数据中，仅有其中一个弹性梁对中的两个弹性梁所对应的电信号数据大于阈值且交替出现最大值，则该弹性梁对所在的方向即为风机待监测部位的振动方向；若在任意相邻的两组有效的电信号数据中，两相邻弹性梁对中每个弹性梁对的两个弹性梁所对应的电信号数据均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风机振动监测系统，包括风机多方向振动传感器、数据传输模块、风机主控PLC和监测分析服务器，其特征在于：所述风机多方向振动传感器包括多方向振动传感装置，多方向振动传感装置包括用于安装在风机待监测部位上的安装座，所述安装座上设有可随风机待监测部位的振动发生偏摆的摆块，所述安装座上环绕所述摆块布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括沿中心对称布置的两个弹性梁，各弹性梁上分别设有在对应弹性梁被摆块撞击时发生形变并将形变量转换为对应电信号的压电片。

【技术特征摘要】
1.一种风机振动监测系统，包括风机多方向振动传感器、数据传输模块、风机主控PLC和监测分析服务器，其特征在于：所述风机多方向振动传感器包括多方向振动传感装置，多方向振动传感装置包括用于安装在风机待监测部位上的安装座，所述安装座上设有可随风机待监测部位的振动发生偏摆的摆块，所述安装座上环绕所述摆块布置有多个弹性梁对，各弹性梁对均包括沿中心对称布置的两个弹性梁，各弹性梁上分别设有在对应弹性梁被摆块撞击时发生形变并将形变量转换为对应电信号的压电片。2.根据权利要求1所述的风机振动监测系统，其特征在于：各所述弹性梁沿周向均匀间隔布置，相邻两弹性梁之间的周向间距小于所述摆块的外部尺寸，且摆块的外部尺寸小于两周向间距与弹性梁周向尺寸之和。3.根据权利要求2所述的风机振动监测系统，其特征在于：所述安装座上沿周向间隔布置有多个径向滑槽，各所述弹性梁径向位置可调地设于该径向滑槽内。4.根据权利要求1所述的风机振动监测系统，其特征在于：所述弹性梁的一端设于所述安装座上，另一端为自由端，自由端上背离所述摆块的一侧设有端部加重块，弹性梁的根部设有所述的压电片。5.根据权利要求1或2或3或4所述的风机振动监测系统，其特征在于：所述安装座包括用于安装在风机待监测部位上的底座和固定罩设在底座上的罩体，所述底座和罩体上分设有所述的弹性梁和摆块，所述摆块通过拉簧悬置于所述罩体的顶端内壁上。6.根据权利要求5所述的风机振动监测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宝甫，赵江信，马红伟，李亚辉，邵士文，杨进，田盈，卢星海，王小凯，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国家电网有限公司，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41