CN105041631B - 一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和系统，其中，所述方法包括：获取驱动轴振动信号；从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻对应的驱动轴振动幅度信号，根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；将最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较；若最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差达到各自的预设报警阈值，生成并发出气体压缩机的预警信息。本发明的技术方案能够对驱动轴振动幅度进行合理的检测与预警，从而对气体压缩机进行故障预警，提醒相关操作人员进行处理，防止因气体压缩机故障而造成经济损失。

Description

一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和系统

技术领域

本发明涉及气体压缩机检测技术领域，更为具体地说，涉及一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和系统。

背景技术

气体压缩机作为工业设备的一部分，其精密化程度越来越高，随着气体压缩机精密化程度的提高，气体压缩机的损坏概率也相应增多，驱动轴是气体压缩机的核心部件之一，驱动轴的振动情况是检测气体压缩机运行状况的重要标志，因此气体压缩机的驱动轴振动信号可以反映气体压缩机的运行状况。

在气体压缩机发生故障之前，驱动轴振动信号往往会存在一定的异常表现，通过检测这些异常表现能够预测可能发生的气体压缩机的故障。现有技术中，预测气体压缩机故障，通常采用的方法是先将驱动轴振动信号的振动幅度与预设的报警阈值进行比对，当振动幅度达到报警阈值时再发出报警信号。按照这种方法，当驱动轴振动信号的振动幅度没有达到预设的报警阈值，但是驱动轴振动信号的波形形状等出现异常情况，如小幅调变和曲线毛刺时，该方法却不能够检测到，维护人员在气体压缩机未出现显性故障之前也难以发现上述异常情况，此时的异常情况完全处于黑盒子状态，因此迫切需要对驱动轴振动信号进行合理的检测，以对气体压缩机进行故障预警，防止因气体压缩机故障而造成经济损失。

综上所述，如何能够合理检测气体压缩机的驱动轴振动信号，对气体压缩机进行风险预警成为目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法和装置的技术方案，以解决背景技术中所介绍的现有技术中，难以准确检测驱动轴振动信号的波形形状等异常变化，导致难以对气体压缩机进行故障预警，造成损失的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，包括：获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号；

从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，根据所述驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；

将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较；

若所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值，则生成并发出所述气体压缩机的预警信息。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述根据所述驱动轴振动信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，包括：

在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将所述驱动轴振动幅度的差值与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取所述采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；

在所述采样周期内，将获取到的所有所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率的绝对值之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率；和/或

在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，分别取所述每个采样时间点对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，若所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值，则生成并发出所述气体压缩机的预警信息，包括：

在所述采样周期内，若所述最大瞬时变化率大于或等于所述最大瞬时变化率的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息；

在所述采样周期内，若所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息；和/或

在所述采样周期内，若所述方差大于或等于所述方差的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实施方式中，在生成并发出所述气体压缩机的预警信息后，还包括：

将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因所对应的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差进行匹配，根据匹配结果判断所述驱动轴振动的故障原因。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实施方式中，所述预警信息包括：所述气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图；

所述发出所述气体压缩机的预警信息，包括：将所述预警信息以浏览器/服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口、且发出声光预警信号。

结合本发明的第二方面，还提出了一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统，所述气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统包括：

获取模块，用于获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号；

分解模块，用于从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号；

生成模块，用于根据所述驱动轴振动信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；

比较模块，用于将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较；

预警信息生成模块，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成所述气体压缩机的预警信息；

预警信息发送模块，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，发出所述气体压缩机的预警信息。

结合本发明的第二方面，在第二方面的第一种可能的实时方式中，所述生成模块包括：

最大瞬时变化率生成子模块，用于在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将所述驱动轴振动幅度的差值与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取所述采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；

累计变化率生成子模块，用于在所述采样周期内，将获取到的所述瞬时变化率的绝对值之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率；

方差生成子模块，用于在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，取所述每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。

结合本发明的第二方面，在第二方面的第二种可能的实施方式中，所述预警信息生成模块包括：

跳变预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述最大瞬时变化率大于或等于所述最大瞬时变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息；

变动趋势预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息；

波动程度预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述方差大于或等于所述方差的预设报警阈值时，则生成所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

结合本发明的第二方面，在第二方面的第三种可能的实时方式中，所述气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统还包括：

匹配模块，用于将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因下所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差进行匹配，

判断模块，用于根据所述匹配模块生成的匹配结果判断所述驱动轴振动的故障原因。

结合第二方面，在第二方面的第四种可能的实施方式中，所述预警信息包括：所述气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图；

预警信息发送模块包括：预警窗口弹出子模块，用于将所述预警信息以浏览器/服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口；声光报警子模块，用于发出声光预警信号。

通过上述内容可以得出，本发明提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，通过获取传感器所实时测量的气体压缩机的轴振动信号，从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，分别根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内轴振动振动幅度的目标检测值，该目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，并将生成的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较，当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成并发出气体压缩机的预警信息。相比于现有技术中只检测驱动轴振动信号，在驱动轴振动信号达到设定的报警值才能够发出报警信息的检测方法，本发明提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法能够对驱动轴振动幅度进行分析和统计，使得检测形式多样，能够对驱动轴振动信号的波形形状的异常变化进行良好的检测，如对小幅跳变以及曲线毛刺等能够进行良好的检测，减少了驱动轴振动信号的振动幅度没有达到预设的报警阈值，但是驱动轴振动信号的波形形状等出现异常，却不能够检测到的情况，因此能够对气体压缩机的驱动轴振动信号能够进行合理检测，从而能够对气体压缩机进行故障预警，提醒相关操作人员进行处理，防止因气体压缩机故障而造成经济损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一示例性实施例示出的第一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图；

图2是本发明一示例性实施例示出的一种气体压缩机系统的结构示意图；

图3是图2所示的气体压缩机的三级驱动轴振动幅度的瞬时变化率的波形图；

图4是图2所示的气体压缩机的三级驱动轴振动幅度的方差的波形图；

图5是本发明一示例性实施例示出的第二种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图；

图6是本发明一示例性实施例示出的第一种气体压缩机驱动轴振动信号的检测系统的结构示意图；

图7是图6所示的生成模块的结构示意图；

图8是图6所示的预警信息生成模块的结构示意图；

图9是本发明一示例性实施例示出的第二种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统的结构示意图；

图10是图6所示的预警信息发送模块的结构示意图；

图11是本发明一示例性实施例示出的第三种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程图；

图12是本发明一示例性实施例示出的第四种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程图；

图13是本发明一示例性实施例示出的第五种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程图；

图14是本发明一示例性实施例示出的第六种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方案，解决了背景技术中所介绍的现有技术中，难以准确检测驱动轴振动信号的波形形状等异常变化，导致难以对气体压缩机进行故障预警，造成损失的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

请参考附图1，图1是本发明一示例性实施例示出的第一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，包括：

步骤S110，获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号。

气体压缩机的驱动轴振动信号是检测气体压缩机的异常状况的重要指标，通过对驱动轴振动信号进行获取，能够对该驱动轴振动信号进行合理的转换、分析以及判断，进而能够判断气体压缩机的异常运行状况。

气体压缩机往往存在多级驱动轴，优选的方案是测量多级驱动轴的末级驱动轴的振动信号，末级驱动轴远离气体压缩机的发动机，经过发动机各结构以及末级驱动轴之前的各级驱动轴的振动的层层传导与叠加，末级驱动轴的振动幅度往往较大，因此可以使用传感器检测末级驱动轴的振动信号，从中提取出驱动轴振动幅度信号，进行合理分析和判断，能够准确地对驱动轴振动信号进行检测，从而提高检测精度。

作为一种优选地实施例，以钢铁厂常用的多级离心式气体压缩机为例，如图2所示，图2是本发明一示例性实施例示出的气体压缩机系统的结构示意图，其中，实线代表气体压缩机的空气流动路径，虚线代表气体压缩机的冷却水流动路径，该气体压缩机系统包括：主电机1、一级驱动轴41、二级驱动轴42和三级驱动轴43，一级导叶21、二级导叶22、三级导叶23，二级气泵31、三级气泵32。该气体压缩机的工作过程为：在主电机1开始工作，在一级驱动轴41的带动下，二级驱动轴42转动，带动该二级驱动轴42上的一级导叶21转动，从而使外部空气进入到该一级导叶21内，在二级驱动轴42的带动下，完成一级气体压缩；然后气体进入到一级气泵31中经流入的冷却水进行冷却，再进入到二级导叶22中，完成二级气体压缩；然后流入到二级气泵32中，经二级气泵32中的冷却水冷却后，流入三级导叶23中，通过三级驱动轴43的带动，空气在三级导叶23中进行压缩，完成三级气体压缩；最终从三级导叶23流出，进入到其他系统中。以测量三级驱动轴43，即末级驱动轴的振动信号为例，可以将传感器的探头设置于该多级离心式气体压缩机的驱动轴竖直方向、且与该三级驱动轴43的壁面间距为1毫米处的位置，以精确测量该三级驱动轴43的轴振动情况。由于驱动轴的轴位移为左右位移，即水平位移；而轴振动往往为竖直方向振动，因此需要将传感器探头设置在驱动轴的竖直方向，以排除气体压缩机的轴位移带来的干扰，精确测量气体压缩机的轴振动信号。其中，测量气体压缩机的驱动轴振动信号的传感器可以为加速度传感器和/或位移传感器。

步骤S120，从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，根据所述驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差。

驱动轴振动信号由驱动轴振动幅度、振动频率和振动初相位等信息组成，而驱动轴振动幅度是衡量驱动轴振动强弱的关键因素，并且由于驱动轴振动信号是检测气体压缩机的异常状况的重要指标，因此，当气体压缩机出现异常状况时，可以对驱动轴振动幅度信号进行分析，以准确地检测气体压缩机的异常情况。

由于驱动轴振动幅度信号能够反映气体压缩机的异常情况，因此可以根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的目标检测值，以综合检测气体压缩机的驱动轴振动情况。

其中，驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率是指：在采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将所述驱动轴振动幅度的差值与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取所述采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；

瞬时变化率的计算公式如右所示：roc＝(x_t-x_t-1)/Δt；

其中，roc为相邻两个采样时间点之间的驱动轴振动幅度的瞬时变化率，x_t是指上述相邻两个采样时间点中，后一个采样时间点t所对应的驱动轴振动幅度值，x_t-1是指相邻两个采样时间点中，前一个采样时间点t-1所对应的驱动轴振动幅度值，Δt是指相邻两个采样时间点之间的时间间隔。由于相邻两个采样时间点中，后一个采样时间点t所对应的驱动轴振动幅度值x_t可能小于前一个采样时间点t-1所对应的驱动轴振动幅度值x_t-1，导致瞬时变化率roc可能为负值，因此，可以比较瞬时变化率roc的绝对值，取采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；同时，导致驱动轴振动幅度变化的原因可能有多种，包括正常运行过程导致的正常振动幅度以及异常故障导致的异常振动幅度，而正常的振动幅度往往幅值较小且持续时间较长，因此需要对驱动轴振动幅度的相邻两个采样时间点之间的时间间隔进行合理选择，经过研究人员调试，相邻两个采样时间点之间的时间间隔选定在0.1s至2.5s(s为时间单位：秒)之间最为合适。

在所述采样周期内，将获取到的瞬时变化率的绝对值之和作为驱动轴振动幅度的累计变化率。

驱动轴振动幅度的累计变化率计算公式如右所示：

Sumroc是指驱动轴振动幅度的累计变化率，X_t是指采样时间点t所对应的驱动轴振动幅度，X_t-1是指与采样时间点t相邻的前一个采样时间点t-1所对应的驱动轴振动幅度，n为所选取的采样时间点的数量，为了保证统计结果的准确性，在一个采样周期内，必然要选取多个采样时间点。由于X_t可能小于X_t-1，而驱动轴振动幅度的累计变化率反映了驱动轴振动幅度的变化趋势，因此，为了准确地反映驱动轴振动幅度的变化趋势，在统计驱动轴振动幅度的累计变化率时，需要比较瞬时变化率的绝对值，即X_t和X_t-1的差与间隔时间Δt的比值的绝对值。上述驱动轴振动幅度的累计变化率统计方法可能比较复杂，因此在实际统计驱动轴振动幅度的累计变化率时，也可以将采样时间平均分成若干时间段，计算每个时间段所对应的驱动轴振动幅度的平均变化率，将各个时间段所对应的驱动轴振动幅度的平均变化率累加，作为该采样周期内轴振动幅度的累计变化率。

对于驱动轴振动幅度的方差的计算则为：在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，取所述每个采样时间点对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。

所述驱动轴振动幅度的方差的公式如右所示：

其中，s²为驱动轴振动幅度的方差，为驱动轴振动幅度期望值，该驱动轴振动幅度期望值可以在气体压缩机正常工作的情况下，对驱动轴振动幅度进行统计得来。具体地，可以在气体压缩机正常工作情况下，将驱动轴振动幅度的平均值作为驱动轴振动幅度期望值，公式中，x₁，x₂……x_n为该采样周期内选取的每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，n为该采样周期内，采样时间点的选取数量。实际应用中，s²的值越小，说明驱动轴振动幅度的振动越稳定，波动程度越小。

综上，通过检测驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，能够对驱动轴振动幅度进行全面、多样的检测，相较于背景技术中只检测驱动轴振动信号的振动幅度的检测方法，能够全面反映驱动轴振动变化情况，从而能够预警空气压缩机将要出现的异常情况。

步骤S130，将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较。

其中，所述各自的预设报警阈值可以分为多组，分别对应不同的报警等级，例如可以由低到高，依次将最大瞬时变化率的预设报警阈值设为三等，分别对应由低到高的报警等级，当最大瞬时变化率达到第一预设报警阈值时，相关的报警装置可以发出绿色预警信号；当最大瞬时变化率达到第二预设报警阈值时，相关的报警装置可以发出蓝色预警信号；当最大瞬时变化率达到第三预设报警阈值时，相关的报警装置可以发出红色预警信号。

步骤S140，若所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值，则生成并发出所述气体压缩机的预警信息。

驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率反映了驱动轴振动幅度的跳变剧烈程度，在检测驱动轴振动幅度时，由上述公式：roc＝(x_t-x_t-1)/Δt可知，即使两个采样点之间间隔时间较短，在驱动轴振动幅度较小的情况下，瞬时变化率的值也可能较大，因此通过测量驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率，能够了解驱动轴振动幅度的跳变剧烈程度，当驱动轴的最大瞬时变化率大于或等于其预设报警阈值时，说明驱动轴振动幅度跳变剧烈，此时，生成并发出驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息，以提示相关操作人员进行处理。

作为一种优选的实施例，图3是图2所示的气体压缩机的三级驱动轴振动幅度的瞬时变化率的波形图，如图3所示，直线301代表三级驱动轴的振动幅度的预设报警阈值，曲线302代表三级驱动轴的振动幅度的变化曲线，直线303代表实际采样的三级驱动轴振动幅度差值的预设报警阈值，曲线304代表在采样周期内，相邻采样时间点之间的三级驱动轴的振动幅度差值。由图3可知，在三级驱动轴振动幅度未达到该三级驱动轴振动幅度报警阈值时，三级驱动轴振动幅度可能在较短时间内发生剧烈跳变，三级驱动轴振动幅度差值可能大于或等于该三级驱动轴振动幅度差值的预设报警阈值，因此通过检测预定间隔时间段内的驱动轴振动幅度差值，即驱动轴振动幅度的瞬时变化率，对驱动轴振动幅度的小幅调变以及振动幅度曲线的曲线毛刺具有良好的检测及预警功能。

而为了方便相关操作人员进行统计，可以判断采样周期内的最大瞬时变化率是否大于或等于最大瞬时变化率的预设报警阈值，如果大于或等于最大瞬时变化率的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息，以利于相关操作人员对驱动轴振动幅度的跳变剧烈程度进行检测。

驱动轴振动幅度的累计变化率能够反映驱动轴振动幅度的变动趋势，在观察驱动轴振动幅度时，由上述公式：可知，累计变化率即在采样周期内，瞬时变化率的绝对值的依次累加，因此，通过在一段采样周期内，测量驱动轴振动幅度的累计变化率可以了解驱动轴振动幅度的变动趋势，即能够判断驱动轴在采样周期内的走向，驱动轴振动幅度的变动是趋于缓慢还是趋于快速变动。在该采样周期内，若所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈值，说明驱动轴振动幅度的变化趋势较为快速，此时可以生成并发出驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息，以提示相关操作人员对相关问题进行处理。

通过计算驱动轴振动幅度的累计变化率，能够反映缓慢变化的驱动轴振动幅度信号的变化趋势，对判断驱动轴振动信号的变化趋势具有很大帮助，同时也弥补了驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率所带来的误判，如瞬时变化率较大，却持续时间较短的情况。具体地，可以选取0.2-1.5小时(包括0.2和1.5小时)内的瞬时变化率的绝对值的总和作为累计变化率。

当然，为了能够及时了解驱动轴振动幅度信号的波动程度，也可以测量驱动轴振动幅度的方差，驱动轴振动幅度的方差反映了驱动轴振动幅度的波动剧烈程度，即驱动轴振动幅度的波动稳定情况，由上述公式：可知，驱动轴振动幅度的方差为每个采样时间点对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度的驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值。若驱动轴振动幅度的方差越大，则说明反映的驱动轴振动幅度波动也会越大，因此当驱动轴振动幅度的方差大于或等于方差的预设报警阈值时，说明驱动轴振动幅度的波动较为剧烈，偏离期望值的时间越长，此时可以生成并发出驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息，以提示相关操作人员进行处理。

作为一种优选的实施例，图4是图2所示的气体压缩机的三级驱动轴振动幅度的方差的波形图，如图4所示，直线401代表三级驱动轴振动幅度的预设报警阈值，曲线402代表三级驱动轴振动幅度的变化曲线，虚线段403代表三级驱动轴振动幅度的方差的预设报警阈值，曲线404代表三级驱动轴振动幅度的方差，曲线405代表在采样周期内，相邻采样点之间的三级驱动轴的振动幅度差值的变化曲线，虚线段4061代表振动幅度差值的预设报警阈值上限，虚线段4062代表振动幅度差值的预设报警阈值的下限。由图4可知，在三级驱动轴振动幅度未达到该三级驱动轴振动幅度报警阈值，且三级驱动轴振动幅度差值亦未达到三级驱动轴振动幅度差值的预设报警阈值时，三级驱动轴振动幅度的方差可能达到方差的预设报警阈值，说明采样点的振动幅度远离驱动轴振动幅度的期望值，三级驱动轴振动幅度可能波动程度较大，驱动轴振动幅度波动剧烈，因此可以通过检测采样周期内方差的增长情况，判断驱动轴振动幅度的波动情况。在实际应用中，在气体压缩机正常工作无异常时，如图4所示，方差的增长情况比较稳定，在气体压缩机工作异常时，驱动轴振动幅度往往波动幅度较大，持续时间较长，因此通过检测方差能够及时地反映驱动轴的上述变动情况，从而减小了波动幅度与波动幅度的瞬时变化率未达到各自的报警阈值，但波动持续时间较长却未检测到的情况。

本实施例提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，通过获取传感器所实时测量的气体压缩机的驱动轴振动信号，从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，分别根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内所述驱动轴振动信号的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，并将生成的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较，当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成并发出气体压缩机的预警信息。相比于现有技术中只检测驱动轴振动信号，在驱动轴振动信号达到设定的报警值，才能够发出报警信息的检测方法，本发明提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法能够对驱动轴振动幅度进行分析和统计，使得检测形式多样，能够对驱动轴振动信号的波形形状的异常变化进行良好的检测，如对小幅跳变以及曲线毛刺等能够进行良好的检测，减小驱动轴振动信号的振动幅度没有达到预设的报警阈值，但是驱动轴振动信号的波形形状等出现异常却不能够检测到的情况，因此本实施例的检测方法能够对气体压缩机的驱动轴振动进行合理的检测，从而能够对气体压缩机进行故障预警，提醒相关操作人员进行处理，防止因气体压缩机故障而造成经济损失。

作为本发明一优选地实施例，当最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成的预警信息可以包括：所述气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图。

由于气体压缩机的驱动轴可能具有多个，如图2所示的离心式气体压缩机，具有多级驱动轴，因此在生成的预警信息中需要包含准确的传感器的测点位置以通知相关操作人员有针对性地处理；预警信息所包含的轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图可以为自气体压缩机报警之前预定时间内的波形图，如报警信号发出前2分钟内的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图；也可以是报警信号发出时间所在的采样周期，或之前多个采样周期内的波形图。其中，为了方便相关操作人员对了解驱动轴振动幅度，波形图中可以包含驱动轴振动幅度信号的波形图。

所述发出所述气体压缩机的预警信息，包括：将所述预警信息以浏览器/服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口、且发出声光预警信号。

浏览器/服务器模式，是网络兴起后的一种网络结构模式，浏览器是终端设备最主要的应用软件。这种模式统一了终端设备，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。终端设备上只要安装一个浏览器，如谷歌浏览器或IE浏览器等，服务器可安装有数据库。浏览器通过服务器可以同数据库进行数据交互。其中，上述终端设备可以包含手机、电脑显示器和Pad等具有显示界面的显示设备。同时为了防止相关操作人员难以观察到显示器现实的预警信息，在将预警信息发送给相关终端时，也可以发出声光报警信号，以提示相关操作人员进行检测。

为了方便相关操作人员了解气体压缩机的报警原因，如图5所示，图5是本发明一示例性实施例示出的第二种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图，如图5所示，图5在生成并发出气体压缩机的预警信息后还包括：

步骤S150，将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因对应的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差进行匹配，根据匹配结果判断所述驱动轴振动的故障原因。

影响气体压缩机驱动轴振动的故障原因存在多种，包括：与驱动轴相连的导叶开度、气体压缩机吸入压力、驱动轴的润滑油压力、驱动轴的轴温、驱动轴的润滑油温度以及其他级的驱动轴振动的共振影响等因素，但是不同的故障原因导致的气体压缩机的驱动轴振动情况可能不同，如导叶开度过大会导致驱动轴振动幅度的瞬时变化剧烈，对应的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率的波形形状存在异常；驱动轴的轴温可能导致驱动轴振动幅度波动剧烈，对应的驱动轴振动幅度的方差的波形形状存在异常；此时，若采样周期内达到预设报警阈值的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差达到预设报警阈值，可以将达到预设报警阈值的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图与预存的不同故障下的波形图进行匹配，预先判断导致轴振动幅度异常的故障原因，以及时提醒相关操作人员有针对性地对故障部位进行检测。其中，可以以故障原因的概率统计方式向相关操作人员进行提示。

请参考附图6，图6是本发明一示例性实施例示出的一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统的结构示意图，如图6所示，所述气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统包括：

获取模块110，用于获取传感器实时测量的气体压缩机的驱动轴振动信号。

气体压缩机的驱动轴振动信号是检测气体压缩机的异常状况的重要指标，通过对驱动轴振动信号进行获取，并对该驱动轴振动信号进行合理的转换、分析以及判断，能够检测气体压缩机的异常运行状况。

分解模块120，用于从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号。

驱动轴振动信号由驱动轴振动幅度、振动频率和振动初相位等信息组成，而驱动轴振动幅度是衡量驱动轴振动强弱的关键因素，并且驱动轴振动信号是检测气体压缩机的异常状况的重要指标，因此，当气体压缩机出现异常状况时，可以对驱动轴振动幅度进行分析，以准确地检测气体压缩机的异常情况。

生成模块130，用于根据驱动轴振动信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标检测值包括：最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差。

由于驱动轴振动幅度信号能够反映气体压缩机的异常情况，因此可以根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，以综合检测气体压缩机的驱动轴振动情况。

如图7所示，所述生成模块130，包括：最大瞬时变化率生成子模块1301，用于在所述一个采样周期内，按预设时间间隔对驱动轴振动信号的驱动轴振动幅度进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将驱动轴振动幅度的差值与预设时间间隔的比值作为驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；

瞬时变化率的计算公式如右所示：roc＝(x_t-x_t-1)/Δt；

其中，roc为相邻两个采样时间点之间的驱动轴振动幅度的瞬时变化率，x_t是指上述相邻两个采样时间点中，后一个采样时间点t所对应的驱动轴振动幅度值，x_t-1是指相邻两个采样时间点中，前一个采样时间点t-1所对应的驱动轴振动幅度值，Δt是指相邻两个采样时间点之间的时间间隔。由于相邻两个采样时间点中，后一个采样时间点t所对应的驱动轴振动幅度值x_t可能小于前一个采样时间点t-1所对应的驱动轴振动幅度值x_t-1，导致瞬时变化率roc可能为负值，因此，需要通过比较瞬时变化率roc的绝对值，取采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；同时，驱动轴振动幅度变化，包括正常的振动幅度变化以及异常的振动幅度变化，而正常的振动幅度往往较小且持续时间长，因此需要对驱动轴振动幅度的相邻两个采样时间点之间的时间间隔进行合理选择，经过相关研究人员调试，相邻两个采样时间点之间的时间间隔选定在0.1s至2.5s(s为时间单位：秒)之间，最为合适。

还包括累计变化率生成子模块1302，用于在所述一个采样周期内，将获取到的所述瞬时变化率的绝对值之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率

驱动轴振动幅度的累计变化率计算公式如右所示：

Sumroc是指驱动轴振动幅度的累计变化率，X_t是指采样时间点t所对应的驱动轴振动幅度，X_t-1是指采样时间点t之前相邻的采样时间点t-1所对应的驱动轴振动幅度，n为所选取的采样时间点的数量，为了保证统计结果的准确性，在一个采样周期内，必然要选取多个采样时间点，由于X_t可能小于X_t-1，而驱动轴振动幅度的累计变化率反映了驱动轴振动幅度的变化趋势，因此，为了准确地反映驱动轴振动幅度的变化趋势，在统计驱动轴振动幅度的累计变化率时，需要比较瞬时变化率的绝对值，即X_t和X_t-1的差与间隔时间的比值的绝对值。上述驱动轴振动幅度的累计变化率的统计方式可能比较复杂，因此在实际统计驱动轴振动幅度的累计变化率时，也可以将采样时间平均分成若干时间段，计算每个时间段所对应的驱动轴振动幅度的平均变化率，将各个时间段所对应的驱动轴振动幅度的平均变化率累加，作为该采样周期内轴振动幅度的累计变化率。

生成模块130还包括方差生成模块1303，用于在所述一个采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动信号的驱动轴振动幅度进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，取所述每个采样时间点对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。

所述驱动轴振动幅度的方差的公式如右所示：

其中，s²为驱动轴振动幅度的方差，为驱动轴振动幅度期望值，该驱动轴振动幅度期望值可以在气体压缩机正常工作的情况下，对驱动轴振动幅度进行统计得来。具体地，可以在气体压缩机正常工作情况下，将驱动轴振动幅度的平均值作为驱动轴振动幅度期望值，公式中，x₁，x₂……x_n为该采样周期内选取的每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，n为该采样周期内，采样时间点的选取数量。实际应用中，s²的值越小，说明驱动轴振动幅度的振动越稳定，波动程度越小。

综上，根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，可以通过检测驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，能够对驱动轴振动幅度进行全面、多样的检测，相较于背景技术中只检测驱动轴振动信号的振动幅度的检测方法，能够全面反映驱动轴振动变化情况，从而能够预警空气压缩机将要出现的异常情况。

比较模块140，用于将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较。

其中，所述各自的预设报警阈值可以分为多组，分别对应不同的报警等级，如可以由低到高，依次将最大瞬时变化率的预设报警阈值设为三等，分别对应由低到高的报警等级，当最大瞬时变化率达到第一预设报警阈值时，相关的报警装置可以发出绿色预警信号；当最大瞬时变化率达到第二预设报警阈值时，相关的报警装置可以发出蓝色预警信号；当最大瞬时变化率达到第三预设报警阈值时，相关的报警装置可以发出红色预警信号。

预警信息生成模块150，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成所述气体压缩机的预警信息；以及预警信息发送模块160，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，发出所述气体压缩机的预警信息。

其中，如图8所示，预警信息生成模块150包括：跳变预警信息生成子模块1501，用于在所述采样周期内，当所述最大瞬时变化率大于或等于所述最大瞬时变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息；

驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率反映了驱动轴振动幅度的跳变剧烈程度，在检测驱动轴振动幅度时，由上述公式：roc＝(x_t-x_t-1)/Δt可知，即使两个采样点之间间隔时间较短，在驱动轴振动幅度较小的情况下，瞬时变化率的值也可能较大，因此通过测量驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率，能够了解驱动轴振动幅度的跳变剧烈程度，当驱动轴的最大瞬时变化率大于或等于其预设报警阈值时，说明驱动轴振动幅度跳变剧烈，此时，生成并发出驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息，以提示相关操作人员进行处理。

变动趋势预警信息生成子模块1502，用于在采样周期内，当所述累计变化率大于或等于累计变化率的预设报警阈值时，生成驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息。

驱动轴振动幅度的累计变化率能反映驱动轴振动幅度的变动趋势，在观察驱动轴振动幅度时，由上述公式：可知，累计变化率即为在采样周期内，瞬时变化率的绝对值的依次累加，因此，通过一段采样周期内，测量驱动轴振动幅度的累计变化率可以了解驱动轴振动幅度的变动趋势，即能够判断驱动轴在采样周期内的走向，驱动轴振动幅度的变动是趋于缓慢还是趋于快速变动。在该采样周期内，若所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈值，说明驱动轴振动幅度的变化趋势较为快速，此时可以生成并发出驱动轴振动幅度变动趋势迅速的预警信息，以提示相关操作人员对相关问题进行处理。

波动程度预警信息生成子模块1503，用于在所述采样周期内，当所述方差大于或等于所述方差的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

为了能够及时了解驱动轴振动幅度信号的波动程度，也可以测量驱动轴振动幅度的方差，驱动轴振动幅度的方差反映了驱动轴振动幅度的波动剧烈程度，即驱动轴振动幅度的波动稳定情况，由上述公式：可知，驱动轴振动幅度的方差为每个采样时间点对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度的驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值。若驱动轴振动幅度的方差越大，则说明反映的驱动轴振动幅度波动也会越大，因此当驱动轴振动幅度的方差大于或等于方差的预设报警阈值时，说明驱动轴振动幅度的波动较为剧烈，偏离期望值的时间越长，此时可以生成并发出驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息，以提示相关操作人员进行处理。

图9是本发明一示例性实施例示出的第二种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统的结构示意图，所述气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统除了图6所示的检测系统中的各个结构模块外，还包括：

匹配模块170，用于将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因下所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差进行匹配；

判断模块180，用于根据匹配模块生成的匹配结果判断所述驱动轴振动的故障原因。

影响气体压缩机驱动轴振动的因素有多种，包括与驱动轴相连的导叶开度、气体压缩机吸入压力、驱动轴的润滑油压力、驱动轴的轴温、驱动轴的润滑油温度以及其他级的轴振动的共振影响等因素，但是不同的因素导致的气体压缩机驱动轴振动情况可能不同，如导叶开度过大会导致驱动轴振动幅度的瞬时变化剧烈，对应的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率的波形形状存在异常；驱动轴的轴温可能导致驱动轴振动幅度波动剧烈，对应的驱动轴振动幅度的方差的波形形状存在异常；此时，若采样周期内达到预设报警阈值的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差达到预设报警阈值，可以将达到预设报警阈值的波形图与预存的不同故障对应的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图进行匹配，预先判断导致轴振动幅度异常的故障原因，及时提醒相关操作人员针对性地进行检测。其中，可以以概率统计的方式向相关操作人员进行提示。

上述预警信息可以包括：气体压缩机的预警时间、测点位置以及轴振动幅度的瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图；

如图10所示，图6中的预警信息发送模块160具体包括：预警窗口弹出子模块1601，用于将所述预警信息以浏览器/服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口；声光报警子模块1602，用于发出声光预警信号。

浏览器/服务器模式，是网络兴起后的一种网络结构模式，浏览器是终端设备最主要的应用软件。这种模式统一了终端设备，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。终端设备上只要安装一个浏览器，如谷歌浏览器或IE浏览器等，服务可安装有数据库。浏览器通过服务器同数据库进行数据交互。其中，上述终端设备可以包含手机、电脑显示器和Pad等具有显示界面的显示设备。同时为了防止相关操作人员难以观察到显示器现实的预警信息，在将预警信息发送给相关终端时，也可以发出声光报警信号，能够及时提示相关操作人员尽快进行处理

作为一种优选的实施例，在气体压缩机所在的现场控制系统的基础上，结合实际应用情况，只需增加一台数据服务器即可实现本方面的技术方案，其信号的流向为从可编程逻辑控制电路PLC流向采集站，从采集站流向数据服务器，最后从数据服务器流向终端设备。

为保证生产现场的安全稳定运行，本实施例所需的驱动轴振动信号来自气体压缩机所在现场原有的能够获取驱动轴振动信号的采集站，以数据服务器为硬件结合具体的智能算法通过C#和ASP.NET等编程语言编程实现驱动轴振动信号的检测。

将来自现场PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制电路)的气体压缩机的振动信号经过光电转换后通过光纤传输到采集站，其中，为保证生产现场的网络安全，采集站配置为双网卡模式；再通过自编软件将所需驱动轴振动信号采集到数据服务器中的数据库模拟量表；通过C#编程语言将所采集到的数据按信号数据的更新日期排序。

上述驱动轴振动信号的检测方法的流程具体如图11所示，包括：

步骤1101，按更新日期顺序从SQL数据库模拟量表中取出最新的N个数据。

步骤1102，分别计算出方差、瞬时变化率和累计变化率。

步骤1103，将方差、瞬时变化率和累计变化率数据存储到数据库相关表。

步骤1104，并按照变量标签名(变量标签名为方差、瞬时变化率和累计变化率的变量标签)取出相应的报警设定值(该值可由专家经验初定，设定该报警设定值时，需要使得在轴振动信号发出报警前能够提前预警)。

步骤1105，比较计算出的方差、瞬时变化率和累计变化率的实际值与设定值的大小；

步骤1106，判断方差、瞬时变化率和累计变化率中的一个或多个是否达到设定的报警值，若达到，则执行步骤1108；若未达到则执行步骤1107。

步骤1107，等待下一循环。

步骤1108，自动生成一个ID号，将报警时间、信号(采样点位置)、报警类型与该ID号一同存储到数据库内部表中，同时系统以B/S(浏览器/服务器)方式在终端设备上自动弹出声光报警窗口，用户可点击查看该报警前两分钟，甚至更长时间的方差(波动)曲线、瞬时变化率曲线和/或累计变化率曲线变化情况，并可打印预警及处理措施报告。

通过上述内容可以得出，本实施例提供的气体压缩机驱动轴振动信号的检测方法，通过获取传感器所实时测量的气体压缩机的轴振动信号，从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，分别根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内所述轴振动信号的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差，并将生成的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较，当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成并发出气体压缩机的预警信息。相比于现有技术中只检测驱动轴振动信号的波形，在驱动轴振动信号达到设定的报警值，才能够发出报警信息的检测方法，本发明上述实施例提供的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法能够对驱动轴振动幅度进行分析和统计，使得检测形式多样，能够对驱动轴振动信号的波形形状的异常变化进行良好的检测，如对小幅跳变以及曲线毛刺等能够进行良好的检测，减小了驱动轴振动信号的振动幅度没有达到预设的报警阈值，但是驱动轴振动信号的波形形状等出现异常，却不能够检测到的情况，因此能够对气体压缩机的驱动轴振动进行合理的检测，从而对气体压缩机进行故障预警，提醒相关操作人员进行处理，防止因气体压缩机故障而造成经济损失。

图12是本发明一示例性实施例示出的第四种驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图，该驱动轴振动信号的检测方法，包括如下步骤：

步骤1210，获取传感器实时测量的气体压缩机的驱动轴振动信号。

步骤1220，从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻对应的驱动轴振动幅度信号。

步骤1230，根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率。

步骤1240，判断该最大瞬时变化率是否达到预设报警阈值，若是，执行步骤1250；若否，则返回执行步骤1210。

步骤1250，生成并发出驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息。

图12是以最大瞬时变化率为例进行说明，对于驱动轴振动幅度的累计变化率以及方差的检测方法与图12类似，在此不再赘述。

图13是本发明一示例性实施例示出的第五种驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图，该驱动轴振动信号的检测方法，包括如下步骤：

步骤1310，获取传感器实时测量的气体压缩机的驱动轴振动信号。

步骤1320，从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻对应的驱动轴振动幅度信号。

步骤1330，根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率和方差。

步骤1340，判断该最大瞬时变化率是否达到预设报警阈值，若是，执行步骤1360；若否，则执行步骤1350。

步骤1350，判断方差是否达到预设报警阈值，若是，则执行步骤1370；若否，则返回执行步骤1310。

步骤1360，生成并发出驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息。

步骤1370，生成并发出驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

相应的，最大瞬时变化率和方差的判断顺序可以互换，在此不再赘述。

最大瞬时变化率和累计变化率、累计变化率和方差的判断方法与图13所示的判断方法相同，在此亦不再赘述。

图14是本发明一示例性实施例示出的第六种驱动轴振动信号的检测方法的流程示意图，该驱动轴振动信号的检测方法，包括如下步骤：

步骤1410，获取传感器实时测量的气体压缩机的驱动轴振动信号。

步骤1420，从驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻对应的驱动轴振动幅度信号。

步骤1430，根据驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内的驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和方差。

步骤1440，判断该最大瞬时变化率是否达到预设报警阈值；若是，则执行步骤1450；若否，则执行步骤1460。

步骤1450，生成并发出驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息。

步骤1460，判断方差是否达到预设报警阈值；若是，则执行步骤1480；若否，则执行步骤1490。

步骤1470，生成并发出驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

步骤1480，判断累计变化率是否达到预设报警阈值；若是，则执行步骤1490；若否，则返回执行步骤1410。

图14所示的三个判断条件的顺序可以互换，在此不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，其特征在于，包括：

获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号；

从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号，根据所述驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；

将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较；

若所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值，则生成并发出所述气体压缩机的预警信息。

2.根据权利要求1所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，其特征在于，所述根据所述驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，包括：

在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将所述驱动轴振动幅度的差值与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取所述采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；

在所述采样周期内，将获取到的所有所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率的绝对值之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率；和/或

在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，取所述每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。

3.根据权利要求1所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，其特征在于，若所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值，则生成并发出所述气体压缩机的预警信息，包括：

在所述采样周期内，若所述最大瞬时变化率大于或等于所述最大瞬时变化率的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息；

在所述采样周期内，若所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息；和/或

在所述采样周期内，若所述方差大于或等于所述方差的预设报警阈值，则生成并发出所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

4.根据权利要求1所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，其特征在于，在生成并发出所述气体压缩机的预警信息后，还包括：

将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因所对应的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差进行匹配，根据匹配结果判断驱动轴振动的故障原因。

5.根据权利要求1所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测方法，其特征在于，所述预警信息，包括：所述气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图；

所述发出所述气体压缩机的预警信息，包括：将所述预警信息以浏览器/服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口、且发出声光预警信号。

6.一种气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取传感器实时测量的所述气体压缩机的驱动轴振动信号；

分解模块，用于从所述驱动轴振动信号中分解出各个采样时刻所对应的驱动轴振动幅度信号；

生成模块，用于根据所述驱动轴振动幅度信号生成一个采样周期内驱动轴振动幅度的目标检测值，所述目标检测值包括最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差；

比较模块，用于将所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与各自的预设报警阈值进行比较；

预警信息生成模块，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，生成所述气体压缩机的预警信息；

预警信息发送模块，用于当所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差大于或等于各自的预设报警阈值时，发出所述气体压缩机的预警信息。

7.根据权利要求6所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统，其特征在于，所述生成模块，包括：

最大瞬时变化率生成子模块，用于在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取所有相邻两个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度的差值，将所述驱动轴振动幅度的差值与所述预设时间间隔的比值作为所述驱动轴振动幅度的瞬时变化率，取所述采样周期内绝对值最大的瞬时变化率作为所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率；

累计变化率生成子模块，用于在所述采样周期内，将获取到的所述瞬时变化率的绝对值之和作为所述驱动轴振动幅度的累计变化率；

方差生成子模块，用于在所述采样周期内，按预设时间间隔对所述驱动轴振动幅度信号进行采样，获取每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度，取所述每个采样时间点所对应的驱动轴振动幅度与驱动轴振动幅度期望值之差的平方的平均值，作为所述驱动轴振动幅度的方差。

8.根据权利要求6所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统，其特征在于，所述预警信息生成模块，包括：

跳变预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述最大瞬时变化率大于或等于所述最大瞬时变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度跳变剧烈的预警信息；

变动趋势预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述累计变化率大于或等于所述累计变化率的预设报警阈值时，生成所述驱动轴振动幅度变动趋势趋于迅速的预警信息；

波动程度预警信息生成子模块，用于在所述采样周期内，当所述方差大于或等于所述方差的预设报警阈值时，则生成所述驱动轴振动幅度波动不稳定的预警信息。

9.根据权利要求6所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统，其特征在于，还包括：

匹配模块，用于将所述采样周期内达到所述预设报警阈值的所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差分别与预存的不同故障原因下所述最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差进行匹配；

判断模块，用于根据所述匹配模块生成的匹配结果判断驱动轴振动的故障原因。

10.根据权利要求6所述的气体压缩机的驱动轴振动信号的检测系统，其特征在于，

所述预警信息包括：所述气体压缩机的预警时间、测点位置以及所述驱动轴振动幅度的最大瞬时变化率、累计变化率和/或方差的波形图；

预警信息发送模块包括：预警窗口弹出子模块，用于将所述预警信息以浏览器/服务器模式向相关的终端设备弹出预警窗口；声光报警子模块，用于发出声光预警信号。