一种旋转机械故障诊断系统、方法、电子设备及介质技术方案

本发明专利技术属于旋转机械故障诊断技术领域，尤其涉及一种旋转机械故障诊断系统、方法、电子设备及介质，诊断系统包括旋转机械设备和采集设备；旋转机械设备内设有：旋转机械转子，其可转动地装配于磁轴承和支承轴承上，磁轴承和支承轴承沿旋转机械转子的轴向上下平行设置；电磁驱动线圈，其用于测试旋转机械转子的转速并输出模拟信号，传输至采集设备；非接触式传感器，其通过测量支承轴承所受惯性力获取旋转机械转子的加速度振动信号，并传输至采集设备。本发明专利技术在不拆解设备的条件下，能够确定旋转机械机械的技术状态，分析机器故障并实现对机器运行故障的预判，为故障及潜在故障机器的主动处置提供依据，对确保长期安全稳定运行具有重要意义。要意义。要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转机械故障诊断系统、方法、电子设备及介质


[0001]本专利技术属于旋转机械故障诊断
，尤其涉及一种旋转机械故障诊断系统、方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]旋转机械设备如汽轮机、发电机、压缩机等是冶金、化工、电力、机械、航空等工业部门的关键生产、科研设备。针对这类关键设备，往往要求其在寿命期内连续、无检修运行，当旋转机械设备存在故障隐患，技术状态变差或已经部分丧失工作能力时，需要研制一种装置在不拆解设备的条件下，能够确定旋转机械设备的技术状态，从而能够查明故障原因。通过调研，目前旋转设备故障诊断技术大多立足于拆机检修，有一种旋转设备在线故障检测方法，原理是通过对转子振幅进行测量，并将其与电参数表征进行比较分析，但该方法诊断故障较为单一，只能判别驱动力异常导致的旋转机械故障。
[0003]研究表明，旋转机械设备故障时转子转速、安装间隙、局部振幅等技术参数或存在异常表征。拟采用非干预式技术方案研制旋转机械故障诊断技术，分析机器故障并实现对机器运行故障的预判，为故障及潜在故障机器的主动处置提供依据，以期降低机器故障不利影响以及附加损失，对确保关键生产、科研设备长期安全稳定运行具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了在不拆解设备的条件下，能够确定旋转机械的技术状态，分析机器故障并实现对机器运行故障的预判，为故障及潜在故障机器的主动处置提供依据，研发一种旋转机械故障诊断系统、方法、电子设备及介质，能够完成旋转机械设备的工作转速、局部振动、安装间隙等参数的测试分析。
[0005]本专利技术为解决这一问题所采取的技术方案是：
[0006]一种旋转机械故障诊断系统，包括旋转机械设备和采集设备；所述旋转机械设备内设有：
[0007]旋转机械转子，其可转动地装配于磁轴承和支承轴承上，所述磁轴承和支承轴承沿旋转机械转子的轴向上下平行设置；
[0008]电磁驱动线圈，其用于测试旋转机械转子的转速并输出模拟信号，传输至采集设备；
[0009]非接触式传感器，其通过测量支承轴承所受惯性力获取旋转机械转子的加速度振动信号，并传输至采集设备。
[0010]优选的，所述旋转机械设备还包括用于设备支撑并形成工作环境的设备外壳，所述旋转机械转子、电磁驱动线圈位于设备外壳以内，所述磁轴承位于设备外壳以外。
[0011]进一步优选的，所述采集设备包括相互电连的工控机和采集卡。
[0012]进一步优选的，所述电磁驱动线圈包括内置于旋转机械设备内的电磁感应式传感器，所述电磁感应式传感器输出模拟信号传输至采集卡。
[0013]进一步优选的，所述电磁驱动线圈装配在设备外壳的内侧壁上。
[0014]进一步优选的，所述非接触式传感器包括内置于旋转机械设备内的加速度传感器，所述加速度传感器输出模拟信号传输至采集卡。
[0015]进一步优选的，所述加速度传感器装配在支承轴承的外侧壁上。
[0016]本专利技术的第二个专利技术目的在于：还提供了一种旋转机械故障诊断方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一、所述旋转机械转子、电磁驱动线圈、磁轴承通过设备外壳进行支撑连接固定，形成工作环境；
[0018]步骤二、所述磁轴承和支承轴承支承旋转机械转子保证其在零磨损、低功耗条件下长期免维护运行；
[0019]步骤三、所述电磁驱动线圈通过磁轴承驱动切割磁力线的感应方式测试旋转机械转子的转速并得到模拟信号，对模拟信号进行快速傅里叶分析，获取特征频率下成分能量幅值，通过特定标定算法换可算为局部振动幅值；对模拟信号的直流电压进行提取，其数值与旋转设备的安装间隙为正相关，通过标定系数修正，可获得安装间隙，传输至采集卡；
[0020]步骤四、所述加速度传感器通过对支承轴承受惯性力的测量获取旋转机械转子的加速度振动信号，传输至采集卡；
[0021]步骤五、所述采集卡采集的电磁驱动线圈、加速度传感器信号通过AD转换元件对接收到的模拟信号转换为数字信号传输至工控机；
[0022]步骤六、所述工控机将从采集卡接收到的数字信号进行傅里叶分析，获取信号频谱，通过算法拟合获取参数；
[0023]步骤七、所述工控机设置预警线，如典型故障频率出现高于阈值的成分或安装间隙超出预警值，则认为是故障表征。
[0024]本专利技术的第三个专利技术目的在于：还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述所述的旋转机械故障诊断方法，实现上述诊断步骤。
[0025]本专利技术的第四个专利技术目的在于：还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述所述的旋转机械故障诊断方法，实现上述诊断步骤。
[0026]本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术在不拆解设备的条件下，能够确定旋转机械机械的技术状态，分析机器故障并实现对机器运行故障的预判，为故障及潜在故障机器的主动处置提供依据，以期降低机器故障失效对生产、科研的不利影响以及附加损失，对确保长期安全稳定运行具有重要意义。
附图说明
[0027]以下将结合附图和实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本专利技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
[0028]图1是实施例1中旋转机械故障诊断系统的系统连接图；
[0029]图2是实施例2中旋转机械故障诊断方法的流程图。
[0030]图中：1
‑
旋转机械转子；2
‑
电磁驱动线圈；3
‑
磁轴承；4
‑
支承轴承；5
‑
加速度传感器；6
‑
工控机；7
‑
采集卡；8
‑
设备外壳。
具体实施方式
[0031]首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本专利技术的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
[0032]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转机械故障诊断系统，其特征在于：包括旋转机械设备和采集设备；所述旋转机械设备内设有：旋转机械转子(1)，其可转动地装配于磁轴承(3)和支承轴承(4)上，所述磁轴承(3)和支承轴承(4)沿旋转机械转子(1)的轴向上下平行设置；电磁驱动线圈(2)，其用于测试旋转机械转子的转速并输出模拟信号，传输至采集设备；非接触式传感器，其通过测量支承轴承(4)所受惯性力获取旋转机械转子(1)的加速度振动信号，并传输至采集设备。2.根据权利要求1所述的一种旋转机械故障诊断系统，其特征在于：所述旋转机械设备还包括用于设备支撑并形成工作环境的设备外壳(8)，所述旋转机械转子(1)、电磁驱动线圈(2)位于设备外壳(8)以内，所述磁轴承(3)位于设备外壳(8)以外。3.根据权利要求1所述的一种旋转机械故障诊断系统，其特征在于：所述采集设备包括相互电连的工控机(6)和采集卡(7)。4.根据权利要求1所述的一种旋转机械故障诊断系统，其特征在于：所述电磁驱动线圈(2)包括内置于旋转机械设备内的电磁感应式传感器，所述电磁感应式传感器输出模拟信号传输至采集卡(7)。5.根据权利要求4所述的一种旋转机械故障诊断系统，其特征在于：所述电磁驱动线圈(2)装配在设备外壳(8)的内侧壁上。6.根据权利要求1所述的一种旋转机械故障诊断系统，其特征在于：所述非接触式传感器包括内置于旋转机械设备内的加速度传感器(5)，所述加速度传感器(5)输出模拟信号传输至采集卡(7)。7.根据权利要求6所述的一种旋转机械故障诊...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘方磊，李司宇，胡士华，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：