用于计算旋转轴的最大位移的方法和装置制造方法及图纸

公开一种用于监视旋转轴的振动的方法，包括测量当前轴位置以及确定轴的质心。然后确定当前轴分区。然后可以确定在质心与当前轴位置之间的当前距离。将当前距离与用于该分区的先前存储的最大距离进行比较，并且如果更大，则将当前轴位置和当前距离存储为用于该分区的新最大值。在预定时间段之后，计算代表最大轴位移峰峰值的在存储的最大位置之间的最大位移。此值然后可以由轴控制计算机可视地显示或者自动地监视。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对旋转轴的监视，并且具体地涉及监视旋转轴的振动和最大位移。
技术介绍
对旋转机器如涡轮发电机的振动的监视在试图防止轴承损坏、计算维修循环和监 视整体系统性能时常常是有用的。一种有用的振动测量称为Smax，该测量是旋转机轴在给 定时间段内在轴承内的最大位移。通常通过使用与旋转轴邻近装配并且周边按已知角度偏 移的两个位移传感器来测量Smax。计算或者估计Smax的现有技术方法常常包括比如高达30%的大误差率。其它方 法可能具有更低误差率，但是需要过多计算以实现向操作者或者控制设备的实时输出。因此，在本领域中需要一种计算Smax的方法，其减少固有误差而又简单得足以计 算接近实时输出。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例实施方式，公开了一种用于监视旋转轴的振动的方法，并 且该方法包括以下步骤测量当前轴位置；确定轴的质心；确定当前轴位置所在的分区；确 定质心与当前轴位置之间的当前距离；将当前距离与用于该分区的先前存储的最大距离进 行比较，并且如果更大，则将当前轴位置存储为用于该分区的新存储的最大位置，并且将当 前距离存储为用于该分区的新存储的最大距离；在预定时间段内重复上述步骤；在预定时 间段之后，计算代表最大轴位移峰峰值的在存储的最大位置之间的最大位移；以及可视地 显示或者自动监视作为轴振动指标的最大轴位移峰峰值。根据本专利技术的另一实施方式，公开一种用于监视旋转轴的振动的数字处理单元。 该数字处理单元包括具有可编程代码的计算设备，该可编程代码被配置成接收与当前轴 位置相关的传感器测量值；确定旋转轴的质心与当前轴位置之间的当前距离；确定当前轴 位置所在的分区；确定当前距离是否为用于该分区的最大值，并且如果更大，则将当前轴位 置存储为用于该分区的新存储的最大位置，并将当前距离存储为用于该分区的新存储的最 大距离；在预定时间段内重复上述步骤；在预定时间段之后，计算代表最大轴位移峰峰值 的在存储的最大位置之间的最大位移；以及向可视显示器或者计算机化轴控制器输出最大 位移峰峰值的值。附图说明图1示出了在其中执行本专利技术方法的硬件图。图2示出了对样本、八分区和最大位移的绘图进行举例说明的图示。图3示出了本专利技术方法的流程图。图4示出了本专利技术方法的流程图。具体实施例方式现在参照图1，示意地示出了并且用标号10大体地表示了测量装置。装置10包括 与旋转轴15紧密邻近装配的第一和第二振动传感器12和14。如图1中所示，第一和第二 传感器12和14可以在角度上有90度偏移。然而应当理解，这一定向可能由于轴15周围 的障碍而并非总是实用。因此如将变得清楚的那样，本专利技术能够补偿除了 180度之外的任 何角偏移。数字处理单元16接收和处理从振动传感器接收的信息。数字处理单元16包括成 对模拟运算放大器18，这些模拟运算放大器从传感器12和14接收振动信号、调节该信号并 且随后向成对模拟防混叠滤波器20发送调节的信号。如本领域中已知，防混叠滤波器20 去除非所需的高频噪声，以防止采样误差和噪声。信号在穿过防混叠滤波器20之后，在模 拟到数字转换器22处被接收。模拟到数字转换器22将各模拟信号转换成数字信号。随后 向数字信号处理器24发送该数字信号，该处理器如将变得清楚的那样处理数据流并且向 共享式存储器26定期地写入它。随后，微处理器28定期地读取共享式存储器26并且进行 所需计算。现在参照图2，示出了轴15的中心在旋转期间的移动的表示绘图。轴移动可以大 体上为圆形、椭圆形、数字8形或者甚至广泛的不定形。根据本专利技术的方法将笛卡尔坐标图 均勻地分成具有中心点C的分区，该中心点C由移动平均值确定。在本例和以下方法中，图 示了八个分区或者八分区。然而应当理解，可以使用将基于可用计算速度和所需分辨率来 确定的任何数目的分区。随着各数据点(X，Y)被测量，计算距质心C的距离以及确定对应分区。例如，测量 点P包括坐标(X，Y)，其驻留于第四(4)分区中，并且与质心C的距离为d。然后将距质心 C的这一距离与用于该分区的先前最大值进行比较。如果距质心的当前距离大于先前最大 值，则当前距离取代先前最大值。在预定时间段内连续进行这些测量并且与先前最大值比 较。在该时间段结束时，向共享式存储器发送包括用于各分区的距质心的最大距离的数据 集以及对应坐标，以供微处理器进行分析。在向共享式存储器发送数据之后，再次初始化变 量并且重复前述过程。在微处理器28计算八个存储点中的各存储点之间的距离。最大点到点距离是最 大位移峰峰值(SMAXP_P)。在本例中应当理解的是，由于绘图不是理想地圆形或者椭圆形，所 以SMAXP_P并未穿过中心点。随后可以向操作者实时显示SMAXP_P值作为对轴的最大振动的 指示。取而代之，它可以由控制器读取，如果SMAXP_P超过某一预定限制则该控制器自动关 停轴15。在又一实施方式中，如果SMAXP_P或者SMAXP_P的平均值超过某一预定值，则它可以 触发自动维修通知。现在参照图3和图4，公开了本专利技术的方法。在本实施方式中，图3中所示步骤代 表在数字信号处理器24中执行的算法。图3中所示算法可以存储于存储器中，或者可以由 数字信号处理器24的物理架构实现。图4中所示步骤代表在微处理器28中执行的算法， 其中对数字信号处理器24中生成的数据进行处理并且输出SMAXP_P值。当然应当理解。可 以利用替代物理布置，例如这些处理可以组合在单个处理器中，或者可以分解到多个处理 器中。在第一步骤100中，初始化数字信号处理器24中的变量、寄存器和定时器。换而言之，将Χ(ι、％和定时器重置为零。在初始化之后，在102从数字到模拟转换器22接收新数 据点。然后在104，向数据点应用高通和低通滤波器。根据由用户指定的输入参数来确定高 通和低通滤波器的拐角或者截止频率。由于从振动传感器12和14接收的数据通常为电压 信号，所以它们必定与距离相关。因此在106，将数据转换成将为以后的数学计算提供共同 基础的工程单位。然后使用由用户指定的探测角度将数据调整成笛卡尔坐标。这些角度与各振动传 感器12和14相对于用户指定的固定位置(通常竖直)而言的角位移相关。三角公式如 下<formula>formula see original document page 0</formula><formula>formula see original document page 0</formula>其中Kxl = -cos (角度 Y) / (sin (角度 Y-角度 X)Kx2 = cos (角度 X) / (sin (角度 Y-角度 X)Kyl = -sin (角度 X) / (sin (角度 Y-角度 X)Ky2 = sin (角度 Y) / (sin (角度 Y-角度 X)可以在微处理器28中计算“K”系数，并且通过共享式存储器24向DSP 24传送“K” 系数。在DSP 24中执行水平和竖直转换。所用典型位置角度是相对于竖直的+45度和-45 度，在该情况下该函数不会修改坐标。然而，如果角度不同于+45和-45度，则上文引用的 转换公式将单位转换成恰当的笛卡尔坐标。因此，步骤108的输出是如下数据点X1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监视旋转轴的振动的方法，包括：（Ａ）测量当前轴位置；（Ｂ）确定所述轴的质心；（Ｃ）确定所述当前轴位置所在的分区；（Ｄ）确定所述质心与所述当前轴位置之间的当前距离；（Ｅ）将所述当前距离与用于该分区的先前存储的最大距离进行比较，并且如果更大，则将所述当前轴位置存储为用于该分区的新存储的最大位置，而将所述当前距离存储为用于该分区的新存储的最大距离；（Ｆ）在预定时间段内重复步骤（Ａ）－步骤（Ｅ）；（Ｇ）在所述预定时间段之后，计算代表最大轴位移峰峰值的在存储的最大位置之间的最大位移；并且（Ｈ）可视地显示或者自动监视作为轴振动指标的所述最大轴位移峰峰值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K多夫德尔，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]