本发明专利技术涉及旋转机械的轴的烈度分析装置及方法。一种方法，包括接收(402)表示操作过程中机器(106)的轴(104)所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述方法还包括确定(404)所述轴的旋转速度。所述方法进一步包括基于所述轴的速度识别(406)所述振动信号的一组或多组频率分量，其中每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述方法包括基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定(408)所述轴的一个或多个健康指示器。
【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及监视和控制系统。更具体地，本专利技术涉及旋转机械的轴的烈度(severity)分析装置和方法。
技术介绍
几乎所有类型的旋转机械都包括轴。轴可用于将来自旋转动力源的机械动力传递至适当的载荷。旋转动力源可包括电动机或煤气发动机和涡轮机。旋转机器可具有单个轴或例如通过齿轮或皮带传动机制而耦合在一起的多个轴。根据它的用途，旋转机器中的轴的故障可能是危险的并导致重大的维护和安全问题。在很多情况下，轴的故障在其起初可能引起极小影响，但如果没有及时地校正的 话会引起更为严重的损坏。例如，由于应力而裂缝的轴可能不会使其关联机器的操作停止。然而，如果该机器继续操作而不进行适当的维护的话，则该裂缝会导致完全的破裂，这会破坏机器的其它部分或机器周围的组件。
技术实现思路
本公开提供了一种。在第一实施例中，该方法包括接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述方法还包括确定轴的旋转速度。所述方法进一步包括基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述方法包括基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定所述轴的一个或多个健康指不器(health indicator)。在第二实施例中，一种装置包括至少一个接口，其配置成接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述装置还包括至少一个处理单元，其配置成确定轴的旋转速度并且基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。所述至少一个处理单元还配置成基于在每组频率分量中频率分量的相对能级来确定所述轴的一个或多个健康指示器。在第三实施例中，一种计算机可读介质包含计算机程序。所述计算机程序包括用于接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号的计算机可读程序代码。所述计算机程序还包括用于确定轴的旋转速度的计算机可读程序代码。所述计算机程序进一步包括用于基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量的计算机可读程序代码。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述计算机程序包括用于基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定所述轴的一个或多个健康指示器的计算机可读程序代码。其它技术特征，本领域技术人员可很容易地由以下的附图、说明书和权利要求获知。附图说明为了更完整地理解本公开和它的特征，结合附图，参考下述说明，其中图I图示了根据本公开的示例性烈度分析系统；图2和3图示了根据本公开的轴的示例性总体振动级和示例性操作特性；图4图示了根据本公开确定轴的一个或多个健康指示器的示例性过程；图5图示了根据本公开的示例性振动烈度分析仪；以及图6图示了根据本公开的轴的示例性健康指示器。 具体实施例方式由图I至6，如下所述，以及用于说明本专利文件中本专利技术原理的各种实施例，仅用于说明而不能以任何方式解释为限制本专利技术的范围。本领域技术人员可理解本专利技术的原理可以在任何类型的适当安排的设备或系统中得以实施。图I图不了根据本公开的不例性烈度分析系统100。如图I所不,系统100包括振动烈度分析仪102，其用于分析在操作过程中机器106的一个或多个轴104所产生的物理振动。例如，分析仪102可接收来自物理耦合至机器106的一个或多个振动换能器110和/或转速计108的信号。所述分析仪102然后可以分析接收到的信号来确定机器106或它的轴104的健康或操作状态。转速计108测量轴104的旋转速度并产生指示所测量旋转速度的信号。转速计108可代表任意适当类型的装置。例如，转速计108可包括安装在机器的外壳上的耦合线圈，其与另一个线圈、磁铁、或安装在轴104上的其它电磁结构一起作用，以随着轴104的每一次旋转产生短的电脉冲。在其他实施例中，转速计108可在所述分析仪102或其他装置内实施，例如通过使用软件指令。在这些实施例中，所述分析仪102或其它装置可间接确定轴104的旋转速度，例如通过使用从换能器110接收的信号来估计轴104的速度。每个振动换能器110代表任何类型的将振动能量转换成表示振动能量的信号的装置。在一些实施例中，振动换能器110可包括一个或多个加速度计，其用来测量沿一个或多个正交方向的振动能量。加速度计可以包括，例如用于将振动能量转换为电信号的电磁或压电元件。机器106代表具有一个或多个轴104的任何装置。机器106的示例包括电动机或煤气发动机、风机、泵、发电机、或推进器。在很多情况下，一个或多个机器106的多个轴104可彼此耦合来提供有用的功能。例如，电动机的轴可与泵耦合，这样可以使用供给电动机的电能来泵送流体。机器106的轴104可具有与其用途相关联的特定的固有操作特性。例如，轴104的操作特性可包括它的旋转速度，它与其它机器的轴的对准度，或者存在于轴承的磨损程度，所述轴承将轴104支撑在相对于机器106的相对固定位置。在很多情况下，这些操作特性在操作过程中会产生特定类型和级别的振动。对于旋转速度操作特性，轴104会在其速度的基频处产生振动能量。因此，以3600转每分钟(RPM)的速度转动的轴104会产生大约60赫兹的振动能量。耦合到另一机器的轴的一个轴会产生多倍(例如两倍)于其旋转速度的振动能量，这是由于一个轴相对于另一个轴的未对准。而且，一个轴会在其旋转速度的多个不同谐波产生振动能量，这是由于轴承磨损或其它因素。根据本公开，分析仪102分析与机器106相关联的振动数据，并确定轴104的健康或状况。例如，分析仪102能够确定轴104的旋转速度，例如通过使用转速计108或使用来自换能器110的数据。分析仪102还能接收来自换能器110的振动信号并识别一组或多组频率分量。每组频率分量可以与轴104的一个特定操作特性相关联。分析仪102可基于在每组频率分量中存在的频率分量的相对能级进一步确定轴104的一个或多个健康指示器。这样，分析仪102能够检测特别是轴104的问题或大体上机器106的问题。理想地，这一检测发生在机器106或周围组件遭受更严重损害之前。分析仪102包括用来接收和分析振动信号的任何合适的结构。例如，分析仪102可仅使用硬件实现或使用硬件和软件/固件指令的结合来实现。在这一实例中，分析仪102使用计算系统112来实现，所述计算系统112包括至少一个存储单元114、至少一个处理单元116、以及至少一个网络接口 118。所述至少一个存储单元114包括任何适当的易失性和/或非易失性存储和检索装置(一个或多个)，例如硬盘、光存储盘、RAM、或ROM。所述至·少一个处理单元116包括任何适当的处理结构(一个或多个)，例如微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路、或者现场可编程门阵列。所述至少一个网络接口 118包括任何适当的用于通过一个或多个网络进行通信的结构(一个或多个)，例如有线以太网接口或无线接口。这表示一个可实现所述分析仪102的具体方式，并且可以使用分析仪102的其它实现方式。当用软件和/或固件来实现时，分析仪102可包括分析一个或多个机器106的振动的任何适当的程序指令。用户接口 120可用于与分析仪102交互，例如启动分析以及查看分析结果或警报。用户接口 120包括用于给用户提供信息和接收来自用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括：接收(402)表示操作过程中机器(106)的轴(104)所产生的物理振动的一个或多个振动信号；确定(404)所述轴的旋转速度；基于所述轴的速度识别(406)所述振动信号的一组或多组频率分量，每组频率分量与所述轴(104)的操作特性相关联；以及基于在每组频率分量中频率分量的相对能级，确定(408)所述轴的一个或多个健康指示器。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·卡，V·B·基尼，S·K·戴夫，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：
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