轴系振动测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轴系振动测量系统以及轴系振动测量方法。该轴系振动测量系统包括至少两个无线加速度传感器，用于设置在轴系的外表面以获取轴系转动时的加速度；采集装置，与多个无线加速度传感器信号连接，用于获取无线加速度传感器发出的信号；处理装置，与采集装置连接，用于根据接受到的采集装置发出的信号计算轴系的振动。因采用了无需线连接的无线加速度传感器，使得该装置不受安装齿盘位置的限制，可以同时完成柴油机轴系多点扭转振动和横向振动测量。

【技术实现步骤摘要】
轴系振动测量系统及方法
本专利技术涉及船用柴油机轴系振动测量领域，具体涉及一种轴系振动测量系统及方法。
技术介绍
轴系振动包括扭转振动和横向振动。常用的船用柴油机轴系扭转振动测量装置分为接触式和非接触式。其中，非接触式测量装置包括组合式(齿盘与磁性传感器一体安装)、分开式(齿盘与磁性传感器分开安装)、透射式(齿盘与透射式传感器分开安装)、反射式(反射性纸带代替齿盘，与反射式传感器分开安装)。虽然使用的传感器和安装方式不同，但是使用这类装置的扭转振动的测量方法都是基于“测齿”原理。此类装置测量准备工作少，测量方便，测量过程不干扰轴的正常运转，因此使用比较广泛。但是，此类装置存在以下缺点：首先，此类装置需要安装齿盘或者轴系上有等分齿型结构的位置进行测量，严格限制了测点的位置；其次，此类装置要求齿的间距严格等分，分度误差和齿廓误差将严重影响测量误差；最后此类装置测量信号的上限频率较低，适合测量低阶扭振信号。接触式测量装置主要是将应变式传感器(例如应变片)贴在轴上，来测量轴的剪切应变，剪切应变随时间变化情况就反应了轴系的扭振。应变片具有较宽的频率响应范围和高的灵敏度，但是该装置不能测出转轴的刚体扭振，并且对黏贴部位表面粗糙度要求较高。现有技术中，轴系横向振动的测量也可分为接触式测量和非接触式测量。其中，接触式测量一般采用在轴承座、机体及基础等固定位置上设置速度传感器或加速度传感器，以测量该处的振动，进而间接反应轴系的横向振动。该方法不如直接测量转轴的方法直接，不能全面反应转轴的振动情况，相对不准确。<br>非接触式测量则采用电涡流传感器，测量转轴相对于传感器探头相对位移。该方法利用转轴表面与传感器探头端部间的间隙变化接收振动，测量转轴轴心振动位移。但该方法仅适用于金属材质而不能用于非金属轴系的测量，且测点位置为面积要求为传感器探头面积的3倍，测量结果受测点位置处圆度、表面粗糙度等加工精度影响。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了至少部分解决上述的问题，本专利技术提供一种轴系振动测量系统及方法。该轴系振动测量系统包括：至少两个无线加速度传感器，用于设置在轴系的外表面以获取所述轴系转动时的加速度；采集装置，与多个所述无线加速度传感器信号连接，用于获取所述无线加速度传感器发出的信号；处理装置，与所述采集装置连接，用于根据接受到的所述采集装置发出的信号计算所述轴系的振动。本专利技术提供的轴系振动测量系统，因采用了无需线连接的无线加速度传感器，使得该装置不受安装齿盘位置的限制，可以同时完成柴油机轴系多点扭转振动和横向振动测量。特别是可以实现通过实测值对扭振减振器、高弹性联轴器等部件进行运行安全性分析，代替了以往靠估算得到安全性评价结果。在实施例中，相邻的所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角大于或等于90度。由此，可以测得多个点上的加速度值。在实施例中，所述无线加速度传感器为两个，两个所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角为180度，以用于测量扭转振动。由此，扭转振动的测量可以只使用两个无线加速度传感器在实施例中，所述无线加速度传感器为三个，其中两个所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角为180度，另一个位于两个所述无线加速度传感器的中间，以用于测量扭转振动和横向振动的位置。在实施例中，所述无线加速度传感器为四个，相邻的所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角等于90度，以用于测量扭转振动和横向振动的位置。由此，可以实现同时测量测量扭转振动和横向振动。在实施例中，多个所述无线加速度传感器设置在同一平面上。在实施例中，所述采集装置包括信号预调理单元和同步采集单元，所述信号预调理单元用于将无线加速度传感器测得的模拟信号放大和抗混滤波，所述同步采集单元用于将经过放大和抗混滤波后的模拟信号转化为数字信号。本专利技术还提供了一种轴系振动测量方法，该方法包括：获取各测量点的加速度值；根据获取到的各测量点的加速度值确定扭转振动值和横向振动值。由此，使得该装置不受安装齿盘位置的限制，可以使用无线加速度传感器完成柴油机轴系多点扭转振动和横向振动测量。在实施例中，所述根据获取到的各测量点的加速度值确定扭转振动值包括：根据各测量点的所述加速度值确定各测量点的扭转振动加速度；根据扭转振动加速度确定扭转振动角加速度值；根据所述扭转振动角加速度值确定扭转振动值。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。在附图中，图1为轴系振动测量系统的测点布置图；图2为轴系振动测量系统中各装置的连接示意图；图3为无线加速度传感器设置在轴系表面上的示意图；图4a为设有两个无线加速度传感器的布置示意图；图4b为设有三个无线加速度传感器的布置示意图；图4c为设有四个无线加速度传感器的布置示意图；图5为轴系振动测量方法的流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。图2为本专利技术的实施例提供的一种轴系振动测量系统。该轴系振动测量系统可以用于测量轴系的扭转振动和横向振动。该装置可以包括多个无线加速度传感器20，采集装置30以及处理装置40。具体地，无线加速度传感器20可以用于检测物体运动时的加速度。无线加速度传感器20可以包括多个。参照图1和图3所示，多个无线加速度传感器20可以分别设置在轴系10的外表面上。当轴系10转动时，无线加速度传感器20可以检测到轴系10转动时的加速度的大小，进而根据加速度的大小确定轴系10的扭转振动和横向振动的值。加速传感器组件的数量可以为多种，相应地不同数量的安装位置也不同。例如，无线加速度传感器20至少为两个，当其设置在轴系10的外面时，相邻的无线加速度传感器20与轴系10中心间形成的夹角大于或等于90度。更具体地，当只需要测量扭转振动时，参照图4a所示，无线加速度传感器20可以为两个。两个无线加速度传感器20与轴系10中心间形成的夹角为180度，或者参照图4b所示，无线加速度传感器20可以为三个，其中两个无线加速度传感器20与轴系10中心间形成的夹角为180度，另一个位于两个无线加速度传感器20的中间。当需要测量扭转振动和横向振动时，参照图4c所示，无线加速度传感器20可以为四个，相邻的无线加速度传感器20与轴系10中心间形成的夹角等于90度。不同数量的无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴系振动测量系统，其特征在于，包括/n至少两个无线加速度传感器，用于设置在轴系的外表面以获取所述轴系转动时的加速度；/n采集装置，与多个所述无线加速度传感器信号连接，用于获取所述无线加速度传感器发出的信号；/n处理装置，与所述采集装置连接，用于根据接受到的所述采集装置发出的信号计算所述轴系的振动。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴系振动测量系统，其特征在于，包括
至少两个无线加速度传感器，用于设置在轴系的外表面以获取所述轴系转动时的加速度；
采集装置，与多个所述无线加速度传感器信号连接，用于获取所述无线加速度传感器发出的信号；
处理装置，与所述采集装置连接，用于根据接受到的所述采集装置发出的信号计算所述轴系的振动。


2.根据权利要求1所述的轴系振动测量系统，其特征在于，相邻的所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角大于或等于90度。


3.根据权利要求2所述的轴系振动测量系统，其特征在于，所述无线加速度传感器为两个，两个所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角为180度，以用于测量扭转振动。


4.根据权利要求2所述的轴系振动测量系统，其特征在于，所述无线加速度传感器为三个，其中两个所述无线加速度传感器与所述轴系中心间形成的夹角为180度，另一个位于两个所述无线加速度传感器的中间，以用于测量扭转振动和横向振动的位置。


5.根据权利要求2所述的轴系振动测量系统，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜小荧，王舒楠，陈鹏，马炳杰，闫超群，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31