CN108021064A - 一种动力设备健康状况在线诊断方法 - Google Patents

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许令顺
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24024—Safety, surveillance

Abstract

本发明公开了一种动力设备健康状况在线诊断方法，包括设置在实时监测设备内部的处理器和设置在远程监控端的中央处理器，所述实时监测设备内部的处理器分别与声波检测传感器和振动传感器电性连接，所述实时监测设备内部的处理器与远程监控端的中央处理器的中央处理器通过无线网络连接，本发明结合发动机、电动机等器械磨损故障时的声波变化数据化做出对比，一旦器械出现故障，可以及时出现警报提醒，并给出故障分析报告，中央处理器与外置打印设备的电性连接，方便故障分析报告的打印，便于维修和统计，根据声波变化检测无需等待检测到润滑油中的粉末才能发觉故障，检测的时效性强，维修或者养护及时，安全隐患低。

Description

一种动力设备健康状况在线诊断方法
技术领域
本发明涉及动力设备健康状况检测技术领域，具体为一种动力设备健康状况在线诊断方法。
背景技术
大型设备运行状况的在线诊断对设备的及时维护保养避免致命性的过度破坏有重要作用。由于设备结构复杂，各零部件相互配合，常规的电信号和力学信号的监测无法及时判断运行状态的优劣。具有运动部件的设备都会因摩擦或振动产生声音，如发动机、电动机、发电机等。对于发动机来说，需要活塞与气缸之间高度配合，既要满足密封需要又可以自由相对滑动，因此对于装配好的发动机，人们在积累一定经验后通过声音都可以判断发动机的运行状况。
然而由于发动机、电动机等器械的结构复杂，其内部存在高速运行部件，无法通过有效的方法对其运行状态进行监测，已有的技术通过监测润滑油中摩擦下来的金属粉末，判断发动机的运行状况是否良好，在监测到粉末后，发动机齿轮等相互配合的部分已经磨损很多一部分了，无法达到在问题初期就进行报警的目的，安全隐患较高，且传统方式检测时的针对性较强，因此单一的检测设备适用范围过于单一，有待我们解决。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种动力设备健康状况在线诊断方法，解决了上述提出的已有技术手段检测发动机、电动机等器械时的安全隐患高和不及时，以及传统检测设备针对性强适用范围单一的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种动力设备健康状况在线诊断方法，包括设置在实时监测设备内部的处理器和设置在远程监控端的中央处理器，所述实时监测设备内部的处理器分别与声波检测传感器和振动传感器电性连接，所述实时监测设备通过无线网络与云端数据库连接，且实时检测设备与外界警报装置电性连接，所述实时监测设备内部的处理器与远程监控端的中央处理器的中央处理器通过无线网络连接，所述远程监控端的中央处理器与外置的打印设备电性连接，
所述实时监测设备内部的处理器还包括异常工况模拟系统，所述异常工况模拟系统由发动机异常工况模拟系统、发电机异常工况模拟系统和电动机异常工况模拟系统组成。
优选的，所述声波检测传感器为基于RSM-SY7（T）型号的声波采集仪，且声波检测传感器由计算机模块、数据处理模块、程控放大与衰减模块和A/D转换和采集模块组成。
优选的，所述振动传感器为TR电涡流传感器，且振动传感器由探头、延伸电缆和前置器组成。
优选的，所述云端数据库还包括声波检测数据库和特征声波数据库。
优选的，所述外界警报装置为基于无线GSM网络的电子警报器。
（三）有益效果
本发明提供了一种动力设备健康状况在线诊断方法。具备以下有益效果：
（1）、本发明结合发动机、电动机等器械磨损故障时的声波变化数据化做出对比，一旦器械出现故障，可以及时出现警报提醒，并给出故障分析报告，中央处理器与外置打印设备的电性连接，方便故障分析报告的打印，便于维修和统计，根据声波变化检测无需等待检测到润滑油中的粉末才能发觉故障，检测的时效性强，维修或者养护及时，安全隐患低。
（2）、本发明基于大数据和声波震动技术的处理方式，建立声波检测数据库和特征声波数据库，不但可以用于发动机和电动机器械的检测上，还可以推广使用至发电机以及压力管道的运行状态在线健康诊断，甚至用于判断汽车发动机、制冷机等活塞运动部件与气缸之间的装配是否良好，适用范围广。
附图说明
图1为本发明的系统结构原理图。
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做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。
本发明实施例提供一种动力设备健康状况在线诊断方法，如图1所示，包括设置在实时监测设备内部的处理器和设置在远程监控端的中央处理器，实时监测设备内部的处理器分别与声波检测传感器和振动传感器电性连接，实时监测设备通过无线网络与云端数据库连接，且实时检测设备与外界警报装置电性连接，实时监测设备内部的处理器与远程监控端的中央处理器的中央处理器通过无线网络连接，远程监控端的中央处理器与外置的打印设备电性连接，
实时监测设备内部的处理器还包括异常工况模拟系统，异常工况模拟系统由发动机异常工况模拟系统、发电机异常工况模拟系统和电动机异常工况模拟系统组成。
本发明中，声波检测传感器为基于RSM-SY7（T）型号的声波采集仪，且声波检测传感器由计算机模块、数据处理模块、程控放大与衰减模块和A/D转换和采集模块组成。
本发明中，振动传感器为TR电涡流传感器，且振动传感器由探头、延伸电缆和前置器组成，能静态和动态地非接触、高线性度、高精度、高分辨力地测量被测金属导体表面距探头表面的相对位移变化，它是一种非接触的线性化计量工具，在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
本发明中，云端数据库还包括声波检测数据库和特征声波数据库，声波检测数据库还包括声波变化规律分析算法，声波变化规律分析算法结合声音和振动的变化，用振动的变化对声波变化进行验证，如果振动的变化与声音同步，且振幅变化一致，则可能是由外界干扰；同时还包括针对一段时间内变化的规律性进行分析，如果呈规律性变化则应排除。
本发明中，外界警报装置为基于无线GSM网络的电子警报器，无线的电子警报器适用方便性更强，局限性小，同时与故障分析报告相配合实现双重保障的作用，避免工作人员大意未能及时观察到故障分析报告而导致器械的故障未能及时发现的状况出现。
工作原理：本发明中实时检测设备既可以对器械日常的运行进行检测采集，也可以模拟多种工况的异常状态，如活塞与气缸的配合问题、坚固件松动、齿轮错位以及压力管道泄漏等，从而建立各种特征声波数据库，包括声波的频率波纹、强度及变化规律等，并与日常检测采集所得的数据进行在线对比，对异常数据进行提取与评测，来实时检测器械运行的健康状况，当电动机、发动机等出现异常时，对异常声波进行提取，对比分析后无线传输给远程监控端的中央处理器，中央处理器可直接通过外置的打印设备将故障分析报告打印出纸质版，便于维修和统计。
综上所述，该方法，根据声波变化检测无需等待检测到润滑油中的粉末才能发觉故障，检测的时效性强，维修或者养护及时，安全隐患低。
并且，本发明基于大数据和声波震动技术的处理方式，建立声波检测数据库和特征声波数据库，不但可以用于发动机和电动机器械的检测上，还可以推广使用至发电机以及压力管道的运行状态在线健康诊断，甚至用于判断汽车发动机、制冷机等活塞运动部件与气缸之间的装配是否良好，适用范围广，具有极高的市场推广价值。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种动力设备健康状况在线诊断方法，包括设置在实时监测设备内部的处理器和设置在远程监控端的中央处理器，其特征在于：所述实时监测设备内部的处理器分别与声波检测传感器和振动传感器电性连接，所述实时监测设备通过无线网络与云端数据库连接，且实时检测设备与外界警报装置电性连接，所述实时监测设备内部的处理器与远程监控端的中央处理器的中央处理器通过无线网络连接，所述远程监控端的中央处理器与外置的打印设备电性连接，
所述实时监测设备内部的处理器还包括异常工况模拟系统，所述异常工况模拟系统由发动机异常工况模拟系统、发电机异常工况模拟系统和电动机异常工况模拟系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种动力设备健康状况在线诊断方法，其特征在于：所述声波检测传感器为基于RSM-SY7（T）型号的声波采集仪，且声波检测传感器由计算机模块、数据处理模块、程控放大与衰减模块和A/D转换和采集模块组成。
3.根据权利要求1所述的一种动力设备健康状况在线诊断方法，其特征在于：所述振动传感器为TR电涡流传感器，且振动传感器由探头、延伸电缆和前置器组成。
4.根据权利要求1所述的一种动力设备健康状况在线诊断方法，其特征在于：所述云端数据库还包括声波检测数据库和特征声波数据库。
5.根据权利要求1所述的一种动力设备健康状况在线诊断方法，其特征在于：所述外界警报装置为基于无线GSM网络的电子警报器。
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