CN104808655A - 一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置及诊断方法，包括：安装在大型旋转机械设备现场的监视仪表TSI系统，监视仪表TSI系统设有若干个成对的涡流传感器，每个成对的涡流传感器均把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统；监视仪表TSI系统将振动信息传输给采集装置，采集装置通过对振动信息进行计算得到大轴的精确位置，采集装置将大轴的精确位置传输给DEH控制系统；同时，DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号；DEH控制系统将接收顶轴油泵启动继电器信号前、后的两次大轴的精确位置做差，得到大轴抬起的高度，从而实现在线诊断。具有提高了机组的安全运行，减少运行人员和维护人员的工作量和工作强度的优点。

Description

一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置及诊断方法

技术领域

本发明涉及一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置及诊断方法。

背景技术

汽轮机在每次停机后，再次开机时，一定要首先开启顶轴装置，其作用是向轴瓦下部送入高压油，将转子抬起，强制形成静态油膜，以减少轴径与轴瓦间的摩擦，降低盘车装置的启动力矩。

机组在每次启动前都需要开顶轴油泵抬起大轴，同时这也是在机组每次大修后的启动前，都要使用一个或几个机械式百分表做“大轴顶起轴试验”的原因。

实际上，由于在平时运行时现场没有机械式百分表，运行人员只能通过观察顶轴油泵出口压力来判断顶轴装置工作是否正常，所以在投盘车之前，运行人员无法直接知道顶轴油泵是否真正抬起了大轴，大轴抬起的高度到底是多少，轴瓦微小的进油孔是否堵塞，是否有漏油等等。

因此，如果因某种原因，大轴抬起的高度不够的话，投入盘车，会造成轴瓦挤压磨损，使轴瓦温度升高，这种情况在多个电厂已经发生过多次了。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置及诊断方法，它具有大大提高了机组的安全运行，减少了运行人员和维护人员的工作量和工作强度优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，包括：安装在大型旋转机械设备现场的监视仪表TSI系统，所述监视仪表TSI系统设有若干个成对的涡流传感器，每个成对的涡流传感器均把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统；

监视仪表TSI系统将振动信息传输给采集装置，采集装置通过对振动信息进行计算得到大轴的精确位置，采集装置将大轴的精确位置传输给DEH控制系统；同时，DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号；

DEH控制系统将接收顶轴油泵启动继电器信号前、后的两次大轴的精确位置做差，得到大轴抬起的高度，从而实现大型旋转机械设备顶轴系统的在线诊断。

每个成对的涡流传感器均通过前置放大器把大型旋转机械设备大轴的振动信号传输给监视仪表TSI系统。

每个成对的涡流传感器均包括X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器。

X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器均安装在大型旋转机械设备的内部，用于监测大型旋转机械设备的各个轴瓦处大轴的振动信号。

X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器之间的安装角度为90度。

X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的夹角均为45度。

大型旋转机械设备大轴位置的任何微小的移动都会引起X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器输出的相应变化。

大型旋转机械设备机组运行时，监视仪表TSI系统对振动信号的大小进行监视，必要时发出报警或停止汽轮机运行的保护信号。

每个涡流传感器输出1个叠加在直流分量上的交流分量，交流分量的大小就是大轴的振动大小。

对每个涡流传感器，监视仪表TSI系统都配有1个缓冲输出接口，缓冲输出接口的输出中包括的直流分量就是大轴的精确位置。

所述采集装置有24个用于直流电压高精度采集的模拟量输入通道和1个用于开关量采集的数字输入通道。

24个模拟量输入通道用于采集大型旋转机械设备机组12个轴瓦处X方向和Y方向的共计24个涡流传感器的信号。

1个数字输入通道用于采集来自顶轴油泵的启动信号，而顶轴油泵的启动信号来自顶轴油泵的继电器的闭合触点或者来自DEH控制系统。

所述采集装置设有12个4-20mA模拟量输出通道，模拟量输出通道把通过X和Y两个方向的涡流传感器，计算出的12个轴瓦处大轴的精确位置输出到DEH控制系统。

所述采集装置设有1个LED的显示窗口，用于显示12个轴瓦处大轴的位移量(抬起高度)。

所述DEH控制系统，把收到的来自采集装置的12个轴瓦处大轴的精确位置与顶轴油泵启动前的12个轴瓦处大轴的精确位置对比，其差值就是大轴抬起的高度。

所述DEH控制系统将抬起高度与历史数据对比，发出正常信号或报警信号。

一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，还包括：还包括安装在电站集控室操作台上的操作员站，所述操作员站通过所述DEH控制系统对现场过程进行监视、操作、记录、报警。

一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，包括如下步骤：

步骤(1)：每个成对的涡流传感器把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统；

步骤(2)：监视仪表TSI系统将振动信息传输给采集装置；

步骤(3)：采集装置对振动信息进行计算，得到大轴的精确位置，采集装置将大轴的精确位置传输给DEH控制系统；

步骤(4)：DEH控制系统判断是否接收到来自顶轴油泵启动继电器的信号；

如果DEH控制系统没有接收来自顶轴油泵启动继电器的信号(注意：该信号为长信号，即只要顶轴油泵运转就一直保持着的信号)，则保存大轴的第一精确位置并转步骤(6)；

如果DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号，采集装置将大轴的第二精确位置传输给DEH控制系统，进入步骤(5)；

步骤(5)：DEH控制系统将得到的第一精确位置与第二精确位置进行做差，得到大轴抬起的高度，将大轴抬起的高度与历史数据进行比较，发出正常信号或报警信号；

步骤(6)：在DEH控制系统在操作员站上显示。

所述步骤(1)中：每个成对的涡流传感器通过前置放大器把大型旋转机械设备大轴的振动信号传输给监视仪表TSI系统。

所述步骤(2)中：监视仪表TSI系统对信号处理后得到大轴的精确位置，监视仪表TSI系统通过缓冲输出接口将大轴的精确位置传输给采集装置。

所述步骤(2)的振动信息包括：X方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置、Y方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置、X方向的涡流传感器电压输出值、Y方向的涡流传感器电压输出值；

所述步骤(3)中，所述采集装置对振动信息进行计算的方法是：

步骤(3-1)：通过两级数字滤波，消除数据抖动；

步骤(3-2)：判断X方向的涡流传感器与大轴的重力线的实际夹角β_I是否已经确定，如果是就直接进入步骤(3-3)；

如果否就计算X方向的涡流传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I；

X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器之间的安装角度为90度，与大型旋转机械设备大轴的重力线的夹角β理论上各为45度，实际生产中检查发现β角安装误差较大，所以要进行β角计算：

$C1=\frac{X*\mathrm{COS\β}}{D}---\left(1\right)$

$C2=\frac{Y*\mathrm{COS}(90-\mathrm{\β})}{D}---\left(2\right)$

式中：C1---X方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置(μm)；

C2----Y方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置(μm)；

X----X方向的涡流传感器输出(mv)；

Y-----Y方向的涡流传感器输出(mv)；

β-----X方向的涡流传感器与大轴的重力线的夹角(度)；

D----涡流传感器灵敏度转换系数(mv/μm)；

β的范围在0-90之间，从β＝45开始，把β+1代入(1)和(2)式，或者β-1代入(1)和(2)式，直到C1＝C2，这时计算出的β就是传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I。

步骤(3-3)：利用实际夹角β_I计算大轴的重力线方向的精确位置A；

$A=\frac{X*{\mathrm{CO\β}}_I}{D}---\left(3\right)$

式中：A----大轴的重力线方向的精确位置(μm)；

X----X方向的涡流传感器输出(mv)；

Y----Y方向的涡流传感器输出(mv)；

β_I---X方向的涡流传感器与汽轮机大轴的重力线的精确夹角(度)；

D----涡流传感器灵敏度转换系数(mv/μm)；

所述步骤(3-1)中两级数字滤波包括：10秒的大时间常数的一阶惯性数字滤波和10秒的算术平均值数字滤波。

所述步骤(4)中：第一精确位置是指DEH控制系统没有接收来自顶轴油泵启动继电器的信号时，采集装置采集的大轴的精确位置。

所述步骤(4)中：第二精确位置是指DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号时，采集装置采集的大轴的精确位置。

所述步骤(5)中：大轴抬起的高度的计算方法为：

计算大轴的重力线方向的抬起高度H；

H＝A-A₀；     (4)

式中：H----大轴的重力线方向的抬起高度(μm)；

A----大轴的重力线方向的精确位置(μm)；

A₀----顶轴油泵启动信号前的大轴的重力线方向的精确位置(μm)。

本发明的有益效果：

1、本发明使得在汽轮机盘车前，可以显示汽轮机转子轴径在每个轴瓦处抬起的高度，检测精度达到微米级，以确保汽轮机轴瓦“合理”磨损，可以大大延长汽轮机轴瓦的寿命。

2、本发明在平时机组运行前，显示汽轮机转子轴径在每个轴瓦处抬起的高度，避免了轴瓦发热甚至磨损。同时，在机组大修后可以不使用多个机械式百分表进行“大轴顶起轴试验”，不必人工多次手抄机械式百分表的数据。

3、本发明采集数据是通过汽轮机监视仪表(简称：TSI)前面板的缓冲接口，因而不会影响机组的安全运行。由于该系统使用的是TSI系统的传感器，因此本发明对于汽轮机现场无安装工作，造价低，维护方便。

4、本发明以汽轮机为例，该装置属于汽轮机安全运行保护系统。该装置可以确保汽轮机每次运转前，轴和轴瓦之间形成刚性油膜，避免了轴和轴瓦直接摩擦，起到了润滑和减温的作用，可以大大提高了机组的安全运行，减少了运行人员和维护人员的工作量和工作强度。

附图说明

图1为本发明的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置示意图；

图2为本发明X和Y两个涡流传感器与旋转机械的大轴的实际安装示意图；

图3为本发明X和Y两个涡流传感器的安装角度和计算关系；

图4为本发明的方法流程图；

图5为本发明的图4的步骤(3)的计算流程图；

其中，1、监视仪表TSI系统，2、采集装置，3、DEH控制系统，4、操作员站，5、顶轴油泵启动继电器，6、X方向的涡流传感器，7、Y方向的涡流传感器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种大型旋转机械设备(例如：汽轮机、磨煤机等)顶轴系统在线诊断装置。本说明书以汽轮机为例，该装置属于汽轮机安全运行保护系统。其功能在于：在汽轮机盘车前，显示汽轮机转子轴径在每个轴瓦处抬起的高度，检测精度达到微米级，以确保汽轮机轴瓦“合理”磨损，可以大大延长汽轮机轴瓦的寿命。

该装置采集数据是通过汽轮机监视仪表(简称：TSI)前面板的缓冲接口，因而不会影响机组的安全运行。由于该系统使用的是TSI系统的传感器，因此汽轮机现场无安装工作，造价低，维护方便。

参照说明书附图1，一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，包括：安装在大型旋转机械设备现场的监视仪表TSI系统1，所述监视仪表TSI系统1设有若干个成对的涡流传感器，每个成对的涡流传感器均把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统1；

监视仪表TSI系统1将振动信息传输给采集装置2，采集装置2通过对振动信息进行计算得到大轴的精确位置，采集装置2将大轴的精确位置传输给DEH控制系统3；同时，DEH控制系统3接收来自顶轴油泵启动继电器5的信号；

DEH控制系统3将接收顶轴油泵启动继电器5信号前、后的两次大轴的精确位置做差，得到大轴抬起的高度，从而实现在线诊断。

安装在汽轮机内部用于测量汽轮机各个轴瓦处大轴振动的涡流传感器和在现场的监视仪表TSI系统。该传感器通过前置放大器把汽轮机大轴的振动信号传给监视仪表TSI系统。机组运行时，监视仪表TSI系统对振动信号的大小进行监视，必要时发出报警或停止汽轮机运行的保护信号。每个涡流传感器输出1个叠加在0-24V的直流分量上的交流分量，这个交流分量的峰谷值就是汽轮机大轴的振动大小。对每个涡流传感器，监视仪表TSI系统都配有1个缓冲输出接口，这个缓冲输出接口的输出中包括的直流分量就是大轴的精确位置。也就是说，被TSI系统忽略的0-24V的直流分量信号正是我们所需要的信号。

采集装置：有24个用于直流电压高精度采集的模拟量输入通道和1个用于开关量采集的数字输入通道。该模拟量数据采集部分采用的是12位的A/D转换电路，考虑到涡流振动传感器的最高输出电压为24V，因此，数据采集系统的分辨率为5.859mv/LSB。由于汽轮机轴系振动传感器的灵敏度为7.874mv/μm，因此采集系统的精度可以达到1个微米。为了达到这个精度和减少1LSB波动所可能产生的误差，同时提高采集系统抗干扰的能力，在数据采集和予处理的软、硬件方面，根据采集数据信号的性质不同，使用了多项特殊的方式自动切换不同的数据处理环节。这24个模拟量通道用于采集汽轮机最多12个轴瓦处X方向和Y方向的共计24个涡流传感器的信号。

1个开关量通道用于采集来自顶轴油泵的启动信号，这个信号一般来自顶轴油泵的继电器的闭合触点或者来自DEH(汽轮机控制)系统。该装置把通过X和Y两个方向的涡流传感器计算出的12个轴瓦处汽轮机大轴的精确位置通过12个4-20mA模拟量输出通道输出到DEH(汽轮机控制)系统。

DEH控制系统：把收到的来自装置的12个轴瓦处汽轮机大轴的精确位置与来自顶轴油泵启动信号开关量信号前的12个轴瓦处汽轮机大轴的精确位置对比，其差值就是大轴抬起的高度。这个抬起高度与历史数据对比，可以发出正常信号或报警信号。

为了便于操作员的介入，其进一步包括安装在电站集控室操作台上的操作员站4，通过所述DEH控制系统3对现场过程进行监视、操作、记录和报警。当然，进一步地，本领域的技术人员还可以扩充操作员站的功能，比如设置历史数据站。

如图2所示，每个成对的涡流传感器均包括X方向的涡流传感器6和Y方向的涡流传感器7。

X方向的涡流传感器6和Y方向的涡流传感器7均安装在大型旋转机械设备的内部，用于监测大型旋转机械设备的各个轴瓦处大轴的振动信号。

X方向的涡流传感器6和Y方向的涡流传感器7之间的安装角度为90度。

X方向的涡流传感器6和Y方向的涡流传感器7与大型旋转机械设备大轴的重力线的夹角均为45度。

大型旋转机械设备轴系涡流传感器的灵敏度为7.874mv/μm，采集装置的分辨率为5.859mv/LSB；

如图4所示，一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，包括如下步骤：

步骤(1)：每个成对的涡流传感器把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统；

步骤(2)：监视仪表TSI系统将振动信息传输给采集装置；

步骤(3)：采集装置对振动信息进行计算，得到大轴的精确位置，采集装置将大轴的精确位置传输给DEH控制系统；

步骤(4)：DEH控制系统判断是否接收到来自顶轴油泵启动继电器的信号；

如果DEH控制系统没有接收来自顶轴油泵启动继电器的信号(注意：该信号为长信号，即只要顶轴油泵运转就一直保持着的信号)，则保存大轴的第一精确位置并转步骤(6)；

如果DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号，采集装置将大轴的第二精确位置传输给DEH控制系统，进入步骤(5)；

步骤(5)：DEH控制系统将得到的第一精确位置与第二精确位置进行做差，得到大轴抬起的高度，将大轴抬起的高度与历史数据进行比较，发出正常信号或报警信号；

步骤(6)：在DEH控制系统在操作员站上显示。

所述步骤(1)中：每个成对的涡流传感器通过前置放大器把大型旋转机械设备大轴的振动信号传输给监视仪表TSI系统。

所述步骤(2)中：监视仪表TSI系统对信号处理后得到大轴的精确位置，监视仪表TSI系统通过缓冲输出接口将大轴的精确位置传输给采集装置。

所述步骤(2)的振动信息包括：X方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置、Y方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置、X方向的涡流传感器电压输出值、Y方向的涡流传感器电压输出值；

如图5所示，所述步骤(3)中，所述采集装置对振动信息进行计算的方法是：

步骤(3-1)：通过两级数字滤波，消除数据抖动；

步骤(3-2)：判断X方向的涡流传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I是否已经确定，如果是就直接进入步骤(3-3)；

如果否就计算X方向的涡流传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I；

X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器之间的安装角度为90度，与大型旋转机械设备大轴的重力线的夹角β理论上各为45度，实际生产中检查发现β角安装误差较大，所以要进行β角计算：

$C1=\frac{X*\mathrm{COS\β}}{D}---\left(1\right)$

$C2=\frac{Y*\mathrm{COS}(90-\mathrm{\β})}{D}---\left(2\right)$

式中：C1---X方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置(μm)；如图3所示；

C2----Y方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置(μm)；如图3所示；

X----X方向的涡流传感器输出(mv)；

Y-----Y方向的涡流传感器输出(mv)；

β-----X方向的涡流传感器与大轴的重力线的夹角(度)；如图3所示；

D----涡流传感器灵敏度转换系数(mv/μm)；

β的范围在0-90之间，从β＝45开始，把β+1代入(1)和(2)式，或者β-1代入(1)和(2)式，直到C1＝C2，这时计算出的β就是传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I。

步骤(3-3)：利用实际夹角β_I计算大轴的重力线方向的精确位置A；如图3所示；

$A=\frac{X*{\mathrm{CO\β}}_I}{D}---\left(3\right)$

式中：A----大轴的重力线方向的精确位置(μm)；

X----X方向的涡流传感器输出(mv)；

Y----Y方向的涡流传感器输出(mv)；

β_I---X方向的涡流传感器与汽轮机大轴的重力线的精确夹角(度)；

D----涡流传感器灵敏度转换系数(mv/μm)；

所述步骤(3-1)中两级数字滤波包括：10秒的大时间常数的一阶惯性数字滤波和10秒的算术平均值数字滤波。

所述步骤(4)中：第一精确位置是指DEH控制系统没有接收来自顶轴油泵启动继电器的信号时，采集装置采集的大轴的精确位置。

所述步骤(4)中：第二精确位置是指DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号时，采集装置采集的大轴的精确位置。

所述步骤(5)中：大轴抬起的高度的计算方法为：

计算大轴的重力线方向的抬起高度H；

H＝A-A₀；     (4)

式中：H----大轴的重力线方向的抬起高度(μm)；

A----大轴的重力线方向的精确位置(μm)；

A₀----顶轴油泵启动信号前的大轴的重力线方向的精确位置(μm)。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，其特征是，包括：安装在大型旋转机械设备现场的监视仪表TSI系统，所述监视仪表TSI系统设有若干个成对的涡流传感器，每个成对的涡流传感器均把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统；

监视仪表TSI系统将振动信息传输给采集装置，采集装置通过对振动信息进行计算得到大轴的精确位置，采集装置将大轴的精确位置传输给DEH控制系统；同时，DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号；

DEH控制系统将接收顶轴油泵启动继电器信号前、后的两次大轴的精确位置做差，得到大轴抬起的高度，从而实现大型旋转机械设备顶轴系统的在线诊断。

2.如权利要求1所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，其特征是，每个成对的涡流传感器均通过前置放大器把大型旋转机械设备大轴的振动信号传输给监视仪表TSI系统。

3.如权利要求1所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，其特征是，每个成对的涡流传感器均包括X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器。

4.如权利要求3所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，其特征是，X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器均安装在大型旋转机械设备的内部，用于监测大型旋转机械设备的各个轴瓦处大轴的振动信号。

5.如权利要求1所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断装置，其特征是，还包括安装在电站集控室操作台上的操作员站，所述操作员站通过所述DEH控制系统对现场过程进行监视、操作、记录、报警。

6.一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤(1)：每个成对的涡流传感器把大型旋转机械设备大轴的振动信息传输给监视仪表TSI系统；

步骤(2)：监视仪表TSI系统将振动信息传输给采集装置；

步骤(3)：采集装置对振动信息进行计算，得到大轴的精确位置，采集装置将大轴的精确位置传输给DEH控制系统；

步骤(4)：DEH控制系统判断是否接收到来自顶轴油泵启动继电器的信号；

如果DEH控制系统没有接收来自顶轴油泵启动继电器的信号，则保存大轴的第一精确位置并转步骤(6)；

如果DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号，采集装置将大轴的第二精确位置传输给DEH控制系统，进入步骤(5)；

步骤(5)：DEH控制系统将得到的第一精确位置与第二精确位置进行做差，得到大轴抬起的高度，将大轴抬起的高度与历史数据进行比较，发出正常信号或报警信号；

步骤(6)：在DEH控制系统在操作员站上显示。

7.如权利要求6所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，其特征是，

所述步骤(2)的振动信息包括：X方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置、Y方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置、X方向的涡流传感器电压输出值、Y方向的涡流传感器电压输出值。

8.如权利要求6所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，其特征是，所述步骤(3)中，所述采集装置对振动信息进行计算的方法是：

步骤(3-1)：通过两级数字滤波，消除数据抖动；

步骤(3-2)：判断X方向的涡流传感器与大轴的重力线的实际夹角β_I是否已经确定，如果是就直接进入步骤(3-3)；

如果否就计算X方向的涡流传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I；

X方向的涡流传感器和Y方向的涡流传感器之间的安装角度为90度，与大型旋转机械设备大轴的重力线的夹角β理论上各为45度，实际生产中检查发现β角安装误差较大，所以要进行β角计算：

$C1=\frac{X*\mathrm{COS\β}}{D}---\left(1\right)$

$C2=\frac{Y*\mathrm{COS}(90-\mathrm{\β})}{D}---\left(2\right)$

式中：C1---X方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置μm；

C2----Y方向的涡流传感器测得大轴的重力线方向的位置μm；

X----X方向的涡流传感器输出mv；

Y-----Y方向的涡流传感器输出mv；

β-----X方向的涡流传感器与大轴的重力线的夹角；

D----涡流传感器灵敏度转换系数mv/μm；

β的范围在0-90之间，从β＝45开始，把β+1代入(1)和(2)式，或者β-1代入(1)和(2)式，直到C1＝C2，这时计算出的β就是传感器与大型旋转机械设备大轴的重力线的实际夹角β_I；

步骤(3-3)：利用实际夹角β_I计算大轴的重力线方向的精确位置A；

$A=\frac{X*\mathrm{CO}{\mathrm{\β}}_I}{D}---\left(3\right)$

式中：A----大轴的重力线方向的精确位置μm；

X----X方向的涡流传感器输出mv；

Y----Y方向的涡流传感器输出mv；

β_I---X方向的涡流传感器与汽轮机大轴的重力线的精确夹角；

D----涡流传感器灵敏度转换系数mv/μm。

9.如权利要求6所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，其特征是，

所述步骤(4)中：第一精确位置是指DEH控制系统没有接收来自顶轴油泵启动继电器的信号时，采集装置采集的大轴的精确位置；

所述步骤(4)中：第二精确位置是指DEH控制系统接收来自顶轴油泵启动继电器的信号时，采集装置采集的大轴的精确位置。

10.如权利要求6所述的一种大型旋转机械设备顶轴系统在线诊断方法，其特征是，所述步骤(5)中：大轴抬起的高度的计算方法为：

计算大轴的重力线方向的抬起高度H；

H＝A₁-A₀；    (4)

式中：H----大轴的重力线方向的抬起高度μm；

A----大轴的重力线方向的精确位置μm；

A₀----顶轴油泵启动信号前的大轴的重力线方向的精确位置μm。