CN103884482B - 一种基于压缩机的振动测试方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于压缩机的振动测试方法和系统，其中所述方法包括：启动力锤振动激励信号，并采集振动激励加速度信号，向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，并向所述压缩机电机输入预设电流；采集多个测试点的加速度；根据所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。本发明实施例以力锤激励振动信号，通过电流调节和流量控制达到测试条件的统一，并检测多个加速度测试点的加速度，在统一的测试条件下获得压缩机的振动频响函数和振动波形，提高了批量使用的压缩机的一致性评价结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机测试技术领域，更具体地说，涉及一种基于压缩机的振动测试方法和系统。
背景技术
压缩机是一种用来压缩空气，提高气体压力或输送气体的机械设备，广泛应用于制冷行业。
压缩机在运行时会产生振动，振动的情况与压缩机机械故障的类型有着紧密的联系。批量运行的各个压缩机需要振动一致(即各个压缩机的振动幅度和振动频率一致)，才能保证压缩机组的正常工作，而准确评价测试压缩机组振动一致性，是保证压缩机组正常工作的前提。现有针对压缩机的振动测试是在单个压缩机储液罐粘贴一测振传感器感应运行中的振动信号，判断压缩机是否存在机械故障。
然而，以变频单缸转子压缩机为例，由于变频单缸转子压缩机频率范围广，转速的变化带来负载的变化，在实际运行时所承担负载的变化，使得仅采用测振传感器感应运行振动信号的方式往往得不到针对单台压缩机准确的振动测试结果，从而影响批量使用的压缩机的一致性评价结果的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于压缩机的振动测试方法和系统，以实现得到单台压缩机准确的振动测试结果，保证批量使用的压缩机的一致性评价结果的准确性。
一种基于压缩机的振动测试方法，包括：
启动力锤振动激励信号，并采集振动激励加速度信号，向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，并向所述压缩机电机输入预设电流；
采集多个测试点的加速度；
根据所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。
可选地，所述压缩机为变频单缸转子压缩机。
可选地，采集多个测试点的加速度包括：
利用加速度传感器检测靠近所述压缩机转子部分的壳体边缘测试点的加速度；
以及，利用加速度传感器检测压缩机储液罐外壳测试点的加速度。
可选地，向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，包括：
通过控制电子膨胀阀向所述压缩机储液罐通入预设流量气体；
以及，向所述压缩机电机输入预设电流，包括：
通过控制电流检测传感器向所述压缩机电机输入预设电流。
可选地，上述方法还包括：
显示依据所述频响函数形成的图线。
可选地，上述方法还包括：
将振动波形与基准振动图线对比，得到对比结果；
针对比对结果超出预设波动条件的压缩机发出警报。
一种基于压缩机的振动测试系统，包括：
频响函数检测装置、加速度检测装置、流量控制装置、电流控制装置、数据采集装置和数据分析装置，其中：
所述频响函数检测装置发出振动激励信号，并采集振动激励加速度信号；
通过所述流量控制装置向所述压缩机储液罐通入预设流量气体；
通过所述电流控制装置向所述压缩机电机输入预设电流；
所述加速度检测装置设置有多个；
所述数据采集装置采集所述频响函数检测装置的振动激励信号和加速度信号，以及，所述加速度检测装置所感应的加速度信号；
数据分析装置根据由所述数据采集装置传输的所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。
可选地，所述压缩机为变频单缸转子压缩机。
可选地，所述加速度检测装置包括：
检测所述压缩机转子边缘测试点加速度的第一加速度传感器；
检测压缩机储液罐外壳测试点的加速度的第二加速度传感器.
可选地，所述流量控制装置包括：电子膨胀阀；
以及，所述电流控制装置包括电流检测传感器。
可选地，上述系统还包括：显示装置，用于显示依据所述频响函数形成的图线。
可选地，上述系统还包括报警装置，用于在所述数据分析装置将振动波形与基准振动图线对比，得到对比结果后；
针对比对结果超出预设波动条件的压缩机发出警报。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例在测试压缩机振动性能时，以力锤激励振动信号，通过电流调节和流量控制达到测试条件的统一，并检测多个加速度测试点的加速度，在统一的测试条件下获得压缩机的振动频响函数和振动波形，提高了批量使用的压缩机的一致性评价结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种基于压缩机的振动测试方法流程图；
图2为本发明又一实施例公开的一种基于压缩机的振动测试方法流程图；
图3a为本发明实施例公开的一种基于压缩机的振动测试系统结构示意图；
图3b为本发明实施例公开的一种基于压缩机的振动测试系统对应的循环系统结构示意图；
图3c为本发明实施例公开的一种基于压缩机的振动测试系统结构示意图；
图4为本发明又一实施例公开的一种基于压缩机的振动测试系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
常见的空调压缩机测试主要针对普通的压缩机，对运行的单台涡旋压缩机进行状态检测，由于普通压缩机频率固定且转速不发生变化，不存在偏心压缩力，故运行时可通过在单个压缩机储液罐粘贴一个测振传感器的方法感应运行中的涡旋压缩机的振动信号，判断该涡旋压缩机是否存在机械故障。而对于变频单缸转子压缩机运行频率(电压频率)范围广，转速也会发生变化，压缩机的振动将受到实际运行时所承担负载变化的影响，使用上述测试振动的方法，可能会出现本身振动水平正常(压缩机的零件质量和装配情况)没有故障的压缩机由于负载变化而产生偏心力的变化，导致测试振动的结果指示异常，得到该压缩机的振动测试结果为不合格的结果，对于批量运行的压缩机组来说，评判振动一致性的重要依据即为上述单台压缩机的振动测试结果，当单台压缩机的振动测试结果不准确，则批量运行的压缩机的振动一致性评价的准确性，也将受到影响。
发明人经过研究发现，在进行批量运行的压缩机中，单台变频单缸转子压缩机振动测试时，统一电流输入量和压缩气体流量的情况下，可以保证压缩机在某频率下运行时，偏心力得到统一，经过力锤激励振动，频响函数的计算，并对多个加速度测试点的检测和采集，得到准确的振动测试结果，为批量使用的压缩机的一致性评价结果提供可靠依据。
需要说明的是：本说明书实施例基于上述变频单缸转子压缩机为例进行说明：
图1示出了一种基于压缩机的振动测试方法，包括：
S11：启动力锤振动激励信号，并采集振动激励加速度信号；
用力锤激励共振频率，发出振动激励信号。所述振动测试方法适用于符合本实施例表明的测试条件下的多种测试工装。所述压缩机需连接于正常运行下的循环系统中，参见图3b。
S12：向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，并向所述压缩机电机输入预设电流；
为了达到压缩机刚度在该频率下的一致性，对于影响压缩机运行时的刚度变化的参量进行定量控制，即：
通过控制电子膨胀阀向所述压缩机储液罐通入预设流量气体。
通过控制电流检测传感器向所述压缩机电机输入预设电流，保证压缩机的负荷一致。所使用的控制通入气体和输入电流的设备并不局限于上述列举形式。
S13：采集多个测试点的加速度；
利用加速度传感器检测靠近所述压缩机转子部分的壳体边缘测试点的加速度；
以及，利用加速度传感器检测压缩机储液罐外壳测试点的加速度。
鉴于所测试的变频单缸转子压缩机的构造，需要对多处加速度进行采集，所述加速度为转动加速度。
S14：根据所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。
通过图3c图示工装的测试，得到频响函数采集点的加速度和力锤振动激励信号，利用该加速度信号和力锤振动激励信号的互谱除以力信号的自谱即为频响函数。通过分析所述频响函数可知影响压缩机振动的部件及其输出特性。由于负载的一致性排除了非机械故障以外的振动影响，为分析引起机械故障的原因提供可靠的参考。
所述振动频响函数的计算可以通过嵌入分析控件的计算芯片进行，计算机芯片或分析控件的类型并不做限定。
上述实施例以力锤激励振动信号，通过电流调节和流量控制达到测试条件的统一，并检测多个加速度测试点的加速度，在统一的测试条件下获得压缩机的振动频响函数和振动波形，提高了批量使用的压缩机的一致性评价结果的准确性。
图2示出了又一种基于压缩机的振动测试方法，包括：
S21：启动力锤振动激励信号，并采集振动激励加速度信号；
S22：向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，并向所述压缩机电机输入预设电流；
S23：采集多个测试点的加速度；
S24：根据所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形；
可以作为示例地，靠近所述压缩机转子部分的壳体边缘测试点为两个，坐标分别为和
所述压缩机储液罐外壳测试点的加速度测试点有一个，坐标记为根据测试的点速度和坐标的位置，先求转动加速度：
求解，
针对压缩机上任一个点Yi，得出该点的加速度则：可得出，求解的运动情况：选取模拟标准设备运动情况基准得到运动差异：ΔS＝S1-S0。
根据计算结果可得到振动波形。
S25：显示依据所述频响函数形成的图线。
所述频响函数可通过计算机或示波器进行显示，并供测试者观察及记录。
S26：将振动波形与基准振动图线对比；
所述振动波形与所述基准振动图线可通过图形标识，并可通过人机交互界面进行显示。
S27：判断得到对比结果是否超出预设波动条件，若是，则执行S28，否则结束进程；
所述基准图线可以是通过嵌入计算器中的模拟标准图线，或是根据标准实物构建标准图线以供参考。
S28：针对比对结果超出预设波动条件的压缩机发出警报。
测试工装通过报警装置告知测试者该压缩机可能存在机械故障，需要接收维修或进一步测试。
图3a示出了一种基于压缩机的振动测试系统，结合图3b-图3c进行说明，包括：
所述压缩机需连接于正常运行下的循环系统中，参见图3b，图中示出了压缩机1、蒸发器2、冷凝器3和流量控制装置33。
频响函数检测装置31(参见图3c)、加速度检测装置32、流量控制装置33、电流控制装置34、数据采集装置35和数据分析装置36，其中：
所述频响函数检测装置31发出振动激励信号，参见图3c；
所述频响函数检测装置31设置有力锤激励装置和加速度采集点传感器，所述力锤激励装置可设置于所述变频单缸转子压缩机的进液缸侧部，所述加速度采集点可设置于压缩机转子边缘，但并不局限(参见图3c)。
通过所述流量控制装置33向所述压缩机储液罐通入预设流量气体；
作为优选，所述流量控制装置33可以为电子膨胀阀，但并不局限。
通过所述电流控制装置34向所述压缩机电机输入预设电流；
所述电流控制装置34可以为电流检测传感器，更为具体地，如图3a所示，所述电流检测传感器仅就A相的电流进行控制，即可保证输入电流量的统一。
所述加速度检测装置32设置有多个；
所述加速度检测装置32包括：
检测所述压缩机转子边缘测试点加速度的第一加速度传感器；
承接上一实施例中图2中S24步骤中的实例，并参看图3a中的设置，可以作为示例地，靠近所述压缩机转子部分的壳体边缘测试点为两个；
所述压缩机储液罐外壳测试点的加速度测试点有一个，当然加速度测试点的个数可根据需要进行调整，不局限于上述列举形式。
检测压缩机储液罐外壳测试点的加速度的第二加速度传感器；
所述数据采集装置35采集所述频响函数检测装置的振动激励信号和加速度信号，以及，所述加速度检测装置所感应的加速度信号；
数据分析装置36根据由所述数据采集装置35传输的所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。
所述振动频响函数的计算可以通过嵌入分析控件的计算芯片进行，计算机芯片或分析控件的类型并不做限定，所述计算芯片可装设于专用测试分析仪器中，或是写入计算机硬盘中由计算机CPU完成。
图4示出了又一种基于压缩机的振动测试系统，在图3图示及其对应说明的基础上，还示出了：
显示装置41，用于显示依据所述频响函数形成的图线。
所述显示装置是提供人机交互的界面，根据所述数据分析装置的输出进行显示。
以及，报警装置42，用于在所述数据分析装置将振动波形与基准振动图线对比，得到对比结果后；
针对比对结果超出预设波动条件的压缩机发出警报。
所述报警装置可以是声光电警报装置，提醒使用者对出现振动异常的压缩机进行维修或维护，以保证批量使用的压缩机的振动一致性。
综上所述：
本发明实施例在测试压缩机振动性能时，以力锤激励振动信号，通过电流调节和流量控制达到测试条件的统一，并检测多个加速度测试点的加速度，在统一的测试条件下获得压缩机的振动频响函数和振动波形，提高了批量使用的压缩机的一致性评价结果的准确性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于压缩机的振动测试方法，其特征在于，包括：
启动力锤振动激励信号，并采集振动激励加速度信号；
向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，并向所述压缩机电机输入预设电流，所述压缩机为变频单缸转子压缩机；
采集多个测试点的加速度，所述加速度为转动加速度；
根据所述力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据数据采集装置传输的加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。
2.如权利要求1所述的振动测试方法，其特征在于，
采集多个测试点的加速度包括：
利用加速度传感器检测靠近所述压缩机转子部分的壳体边缘测试点的加速度；
以及，
利用加速度传感器检测压缩机储液罐外壳测试点的加速度。
3.如权利要求1所述的振动测试方法，其特征在于，
向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，包括：
通过控制电子膨胀阀向所述压缩机储液罐通入预设流量气体；
以及，
向所述压缩机电机输入预设电流，包括：
通过控制电流检测传感器向所述压缩机电机输入预设电流。
4.如权利要求1所述的振动测试方法，其特征在于，还包括：
显示依据所述频响函数形成的图线。
5.如权利要求4所述的振动测试方法，还包括：
将振动波形与基准振动图线对比，得到对比结果；
针对比对结果超出预设波动条件的压缩机发出警报。
6.一种基于压缩机的振动测试系统，其特征在于，包括：
频响函数检测装置、加速度检测装置、流量控制装置、电流控制装置、数据采集装置和数据分析装置，其中：
所述频响函数检测装置发出振动激励信号，并采集振动激励加速度信号；
通过所述流量控制装置向所述压缩机储液罐通入预设流量气体，所述压缩机为变频单缸转子压缩机；
通过所述电流控制装置向所述压缩机电机输入预设电流；
所述加速度检测装置设置有多个；
所述数据采集装置采集所述频响函数检测装置的振动激励信号和加速度信号，以及，所述加速度检测装置所感应的加速度信号，所述加速度为转动加速度；
数据分析装置根据由所述数据采集装置传输的力锤振动激励信号和所采集的振动激励加速度信号计算振动频响函数，以及，根据所述数据采集装置传输的所述加速度检测装置所感应的加速度信号计算该压缩机的振动波形。
7.如权利要求6所述的基于压缩机的振动测试系统，其特征在于，
所述加速度检测装置包括：
检测靠近所述压缩机转子部分的壳体边缘测试点加速度的第一加速度传感器；
以及，
检测压缩机储液罐外壳测试点的加速度的第二加速度传感器。
8.如权利要求6所述的基于压缩机的振动测试系统，其特征在于，
所述流量控制装置包括：电子膨胀阀；
以及，
所述电流控制装置包括：电流检测传感器。
9.如权利要求6所述的基于压缩机的振动测试系统，其特征在于，还包括：
显示装置，用于显示依据所述频响函数形成的图线。
10.如权利要求9所述的基于压缩机的振动测试系统，其特征在于，还包括报警装置，用于：
在所述数据分析装置将振动波形与基准振动图线对比，得到对比结果后；
针对比对结果超出预设波动条件的压缩机发出警报。
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