无线式振动探头制造技术

本发明专利技术涉及旋转机械设备的故障诊断技术，其提供了一种无线式振动探头。所述无线式振动探头包括：基座，其适于安装在旋转机械上；主体，其内部设置有电子装置；传感器，其连接在所述基座与主体之间，用于监测所述旋转机械的振动并产生振动时域信号，并通过信号传输线将所述振动时域信号传输给所述电子装置；其中，所述电子装置在通过无线模块接收旋转机械的转速信息之后，对所述振动时域信号进行处理，并通过频谱补偿算法消除传感器的附加质量效应，最终输出阶次谱信息，该阶次谱信息用于故障诊断。在实施方式中，采用本发明专利技术的振动探头，在使用时易于安装，并且避免了现有多路传感器的信号干扰和模拟、数字模块间串扰的问题，改善了测试准确度。测试准确度。测试准确度。

【技术实现步骤摘要】
无线式振动探头


[0001]本专利技术涉及旋转机器设备的故障诊断技术，更为具体而言，涉及一种在对诸如起重机减速器之类的旋转机械进行故障诊断中使用的无线式振动探头。

技术介绍

[0002]起重机械在人们的生产活动中扮演重要角色，其安全性受到广泛关注，被国家列为法定检验对象。减速器是起重机械的重要零部件，工作频繁，承受载荷大，负载变化多样，加上一些不规范的操作(如打反车制停等)，导致故障时有发生，需要经常性的对其检查，保证安全运行。通常，主要检查减速器的齿轮、轴承和箱体三部分。其中，箱体可以经外观检查判断其是否失效；而对于齿轮、轴承则需要打开减速器机盖进行细致检查。然而。减速器盖的拆装一般需要使用吊装工具，操作不便，费时费力，并存在一定的危险性，这些因素都增加了对减速器状态检测的不便性，使得一些潜在问题难以及时发现和排除，易形成减速器的安全隐患。
[0003]目前，针对旋转机械的故障诊断系统为分立式拓扑结构，系统包含多路传感器、调理器、低噪声电缆、数据采集器、分析仪，通过阶次谱判断旋转机械的状态。使用该系统对起重机减速器运行状态进行监测，存在如下不足。
[0004]1)系统组成较为复杂，不利于在起重机工作现场快速搭建；
[0005]2)传感器外壳为模拟地，多路传感器电气连接容易产生地回路，进而造成信号干扰；
[0006]3)系统为分立式拓扑结构，在操作现场不易安装，无法实现对起重机减速器状态的长时间动态监测。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种无线式振动探头，其在使用时易于安装，能够通过无线传输获得转速信号，振动探头可独立工作，因此避免了并且避免了现有多路传感器的信号干扰的问题，改善了测试准确度。
[0008]根据本专利技术的实施方式，本专利技术提供的一种无线式振动探头用于对旋转机械(例如，起重机减速器)进行故障诊断，其包括：
[0009]基座，其适于安装在所述旋转机械上；
[0010]主体，其内部设置有电子装置；
[0011]传感器，其连接在所述基座与主体之间，用于监测所述旋转机械的振动并产生振动时域信号，并通过信号传输线将所述振动时域信号传输给所述电子装置；
[0012]其中，所述电子装置无线接收所述旋转机械的转速信号，结合该转速信号对所述振动时域信号进行处理并输出阶次谱信息，该阶次谱信息用于故障诊断。
[0013]根据该实施方式，将故障诊断的包含采集与分析电路的处理模块集成入探头内部，能独立完成单测点故障诊断功能。并且，这种无线式单探头结构，在测试现场可以快速
安装使用，无需多路传感器电气连接，避免了地回路的产生，进而避免因地回路造成的信号干扰。在所述电子装置中，调理模块集成在振动探头的前端，传输距离很短，采集和分析电路采用SOC系统结构，数字电路集成度高，因此可以有效避免因模拟模块、数字模块间串扰，而造成可靠性不高的问题。
[0014]在一些实施方式，所述传感器具有第一端和第二端，所述第一端与所述基座刚性连接，所述第二端嵌套在所述主体的外壳内，所述信号传输线从所述传感器的第二端引出并连接至所述主体的电子装置。可选地，所述传感器的第一端通过螺栓与所述基座刚性连接；和/或，所述传感器的第二端通过橡胶套卡合在所述主体的外壳上相应的开口内。可选的，所述基座包括磁力座，和/或，所述传感器包括加速度计。
[0015]在一些实施方式中，所述电子装置包括：
[0016]电池，
[0017]电路模块，与所述电池电连接，所述电路模块包括调理模块、处理模块和无线收发模块；
[0018]其中，所述调理模块对所述振动时域信号的幅值和频带进行调整，所述处理模块通过所述无线收发模块所述旋转机械的转速信号，并结合所述转速信号对经所述调理模块调整后的振动时域信号进行处理，得到所述阶次谱信息。
[0019]根据该实施方式，采用大容量电池，可以对监测对象进行长时间动态监测。可以通过定时休眠、自动唤醒的方式，进一步延长监测时间。并且，通过无线方式进行通信，振动探头可独立工作，进一步简化了设备，易于安装，同时也避免了地回路的产生。
[0020]在一些实施方式中，所述主体的外壳的内壁设置有导轨，所述电子装置安装在活动支架上，所述活动支架安装在所述导轨上并能够沿所述主体的轴向滑动，在所述电子装置的沿轴向的两端分别设有弹簧，所述弹簧抵接在所述电子装置的端部与所述外壳的内壁之间。
[0021]根据该实施方式，探头内部通过上述弹簧阻尼结构调整系统的谐振频率范围，可有效减小对象设备表面振动对探头内部电路器件的影响。
[0022]在一些实施方式中，所述电子装置对所述振动时域信号进行处理包括：
[0023]所述处理模块通过无线收发模块实时接收所述旋转机械的转速信号，结合所述转速信号对所述振动时域信号进行重采样，得到等角域信号；
[0024]所述处理模块对所述等角域信号进行傅里叶变换得到初始阶次谱；
[0025]所述处理模块根据所述转速信号的跟踪频率，提取预先存储的传递函数，以得到阶次谱修正系数；
[0026]所述处理模块采用所述阶次谱修正系数对初始阶次谱进行修正得到最终阶次谱。可选地，所述处理模块通过所述无线收发模块向外部设备发送所述最终阶次谱。
[0027]根据该实施方式，通过无线校时和无线传输，探头实现振动时域信号与角域转速信号的同步，并完成等时基采样向等角域采样的转换。
[0028]在一些实施方式中，所述传递函数通过以下方式确定并预先存储在存储器中：
[0029]在未组装所述主体的情况下，将所述传感器和基座安装于所述旋转机械，测得在所述旋转机械处于正常工作的状态下的第一振动时域信号及其对应的第一频谱；
[0030]将所述主体、传感器和基座组装在一起的情况下，测得在所述旋转机械处于正常
工作的状态下的第二振动时域信号及其对应的第二频谱；
[0031]根据所述第一振动时域信号及其对应的第一频谱、所述第二振动时域信号及其对应的第二频谱计算得到传递函数；
[0032]将所述传递函数保存在存储器中。
[0033]根据该实施方式，探头为可拆解结构，内部电路模块具有频响修正算法功能，可消除探头结构质量对重机减速器表面测点动力学模型的影响。
[0034]在一些实施方式中，所述处理模块还执行下述操作：
[0035]将所述最终阶次谱进行统计、归类并存入数据库；
[0036]计算入库的阶次谱的平均曲线，并设定阈值；
[0037]将当前测试得到的阶次谱与所述阈值进行比较，若超出所述阈值，则发出表示所述旋转机械振动异常或有潜在故障的指示。
[0038]根据该实施方式，可以通过对振动阶次谱趋势项进行分析，判断异常状态。
[0039]由上述可知，本专利技术提出的无线式振动探头，适于对起重机减速器等旋转机械进行故障诊断，安装在对象设备表面，其内部独立供电，通过无线通讯实时接收减速器转速信号，与转速同步后将等时基采样的振动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线式振动探头，用于对旋转机械进行故障诊断，其特征在于，所述振动探头包括：基座，其适于安装在所述旋转机械上；主体，其内部设置有电子装置；传感器，其连接在所述基座与主体之间，用于监测所述旋转机械的振动并产生振动时域信号，并通过信号传输线将所述振动时域信号传输给所述电子装置；其中，所述电子装置无线接收所述旋转机械的转速信号，结合所述转速信号对所述振动时域信号进行处理并输出阶次谱信息，该阶次谱信息用于故障诊断。2.如权利要求1所述的无线式振动探头，其特征在于，所述传感器具有第一端和第二端，所述第一端与所述基座刚性连接，所述第二端嵌套在所述主体的外壳内，所述信号传输线从所述传感器的第二端引出并连接至所述主体的电子装置。3.如权利要求2所述的无线式振动探头，其特征在于，所述传感器的第一端通过螺栓与所述基座刚性连接；和/或所述传感器的第二端通过橡胶套卡合在所述主体的外壳上相应的开口内。4.如权利要求2所述的无线式振动探头，其特征在于，所述电子装置包括：电池，电路模块，与所述电池电连接，所述电路模块包括调理模块、处理模块和无线收发模块；其中，所述调理模块对所述振动时域信号的幅值和频带进行调整，所述处理模块通过所述无线收发模块所述旋转机械的转速信号，并结合所述转速信号对经所述调理模块调整后的振动时域信号进行处理，得到所述阶次谱信息。5.如权利要求4所述的无线式振动探头，其特征在于，所述主体的外壳的内壁设置有导轨，所述电子装置安装在活动支架上，所述活动支架安装在所述导轨上并能够沿所述主体的轴向滑动，在所述电子装置的沿轴向的两端分别设有弹簧，所述弹簧抵接在所述电子装置的端部与所述外壳的内壁之间。6.如权利要求1所述的无线式...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞涛，黄浩奇，邱雪芳，魏琦，沈洪宇，李伟勇，徐涛，李方舟，陈锴，陈伟刚，苏万斌，屠淑恒，朱建新，朱卫峰，胡胜江，陈建伟，江叶峰，过鹏程，徐强，吴民忠，欧淼，凌峰，黄政，徐正平，戴道兴，郭佳佳，方键超，魏浩征，陈品，
申请(专利权)人：浙江协成起重机械有限公司，
类型：发明
国别省市：