CN1083974C - 用于监视涡轮机的多传感器装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理来自涡轮机(10)的编码器信号以产生代表完全分离的转子共振的频率调制信号的方法和装置(100)。多传感器和多边带组(72)处理提供了加强的结果。该方法极大改进了频率分辨率。利用各种无赝信号技术去除了振幅调制和随机噪声(56)效应。信号随后被完全分离为旋转振动分量(74)和平移振动分量(76)。完全隔离的旋转振动不能掩盖前面不能检测的信号分量。如果背景振动较大，则维纳(Wiener)滤波去除了外部振动效应。利用各种技术，本发明明显加强了有关涡轮机状态和性能的信息。

Description

用于监视涡轮机的多传感器装置和方法
发明领域
本发明涉及分离涡轮机转子振动信号分量以主要通过监视共振频率变化来提供有关转子机械状态和性能的增强诊断信息的方法和装置。
背景技术
对于昂贵地预测电力涡轮机和相关贵重机器设备的转子故障来说，目前的监视技术是不适用的。现有技术通过测量转子转轴的位移或平移来检测机械故障(例如涡轮机叶片缺损)引起的不平衡。除了不平衡引起运动之外，转子振动主要发生于转动方向上。它与传统振动传感器检测的平移运动耦合程度较差。因此，这类传感器不适于预测涡轮机转子内即将发生的机械故障。
在这里的论述中，编码器是诸如测速计轮之类的装置，它作为检测转子或转轴旋转的装置附着在转轴或其它转子部件上。通过处理编码器信号检测到的振动在这里分类为旋转振动和平移振动。旋转振动代表了转子在转子旋转方向上的共振以及其它频率的驱动扭转振动。平移振动包括转子的横向弯曲共振和刚体运动。
在频域内，编码器信号包括载波信号分量及其谐波加上代表每个编码器载波谐波附近调制的频带组。这些边带可以是振幅调制(振幅调制(AM))或频率调制(FM)或随机噪声。因此这里将信号视为由一系列的“子信号”组成，每个子信号包含一个载波频率谐波和一个在其附近的边带组。除了随机噪声效应以外，每个子信号的频率成份都是等同的。但是边带的振幅和相位可以有已知数量的差异。同样，虽然大小和相位也存在预知的差异，但是在信号频率成份方面，检测一个编码器的两个传感器发出的信号是等同的。由此可见，监视转子的传感器发出的子信号具有相同的频率成份，首先可以用来改进有关机器状态的诊断信息。
转让给本发明受让人的美国专利No.5,365,787揭示了一种通过处理编码器信号或测速计信号来检测涡轮机内转子振动的装置。该方法避免引入称为泄漏赝信号的伪信号分量，伪信号位于代表转子转速的载波信号及其谐波的谱峰附近。泄漏可能占据主导地位并掩盖了需要诊断的信号分量。该方法消除了振幅调制(振幅调制(AM))的屏蔽效应但是引入了能够掩盖转子诊断共振或出错的赝信号。该方法还无法将代表旋转振动的频率调制(FM)分量与代表平移振动的分量区分开来，从而使得分析难度增大而可靠性下降。最后，该方法无法推广应用到变速机器设备上。本发明在消除振幅调制(AM)的同时不引入赝信号，并且将恒速或变速涡轮机中旋转引起的FM分量与平移振动引起的分量区分开来。
转让给本发明受让人的美国专利申请No.08/290,375揭示了改进的谱泄漏消除方法并且将该方法推广至变速应用领域。但是所揭示的方法没有消除占据主导地位的信号分量(它们掩盖了诊断信号分量)，从而限制了在检测重要的小信号分量时的灵敏度。本发明去除了振幅调制(AM)效应但不引入赝信号，选择性地去除了对诊断无用的限制灵敏度的分量，并且将转子共振引起的FM信号分量隔离开来。每个这样的改进都不会引入赝信号。
总之，迄今为止工业界尚无合适的装置来检测涡轮机的机械缺陷，这是因为传感器不合适和处理技术比较粗糙的缘故，导致隔离开来的共振信息其灵敏度和分辨率都不足以准确而可靠地警示即将发生的转子故障。
本发明解决了上述问题，它通过一系列涉及多传感器信号和多子信号的编码器信号处理步骤去除了振幅调制(AM)信号分量，并且将旋转振动引起的FM信号分量与平移振动引起的分量区分开来。它还去除了可能掩盖或使重要的诊断信号分量出错的大信号分量。最后，它对信号作进一步的处理以极大提高了恒速或变速应用中的频率分辨率，从而改进了灾难性故障的早期检测问题。通过填补上述技术空白点，本发明使得工业界能够在花费较少资金的前提下以更长的周期和更安全的方式运行所有类型的涡轮机。
发明内容
本发明涉及获取和处理涡轮机旋转信号的方法和装置，这些信号提供了有关涡轮机状态和性能的信息。它提高了对转子转轴、圆盘和叶片机械故障(包括开裂、腐蚀和/或沾污)的检测能力。它还检测诸如抖动和失速之类的不利运行状态，并且可以用来量化涡轮机的效率、扭矩和功率输出。
按照本发明，一种通过处理代表转子运动的信号来分析涡轮机状态和性能的方法包括以下步骤：从检测转子运动的多个传感单元获取信号，其中至少有一个所述传感单元检测旋转运动；将代表所述转子运动的旋转振动和平移振动并由振动调制分量、频率调制分量和噪声分量构成的信号分量隔离开来；以及分析一段时间内的所述振动调制分量、频率调制分量和噪声分量以确定所述涡轮机的状态和性能。
按照本发明，一种通过处理代表转子运动的信号来分析涡轮机状态和性能的装置包括：传感器，用来针对所述转子四周各点测量转子运动以产生多个信号；将代表所述转子运动的旋转振动和平移振动并由振动调制分量、频率调制分量和噪声分量构成的信号分量隔离开来的装置；以及分析一段时间内的所述振动调制分量、频率调制分量和噪声分量以确定所述涡轮机的状态和性能的装置。
本发明对脉冲编码器或测速计信号进行处理以将转子的旋转振动引起的分量与平移振动引起的分量区分开来。它从信号中去除了强掩盖分量而不改变信号，这明显提高了较小的有诊断意义的转子共振的灵敏度。该方法还提供了极高的共振频率精度和分辨率，其构成的机械缺陷量化器性能高度可靠，迄今为止在涡轮机在线监视领域尚未得到有效利用。
本发明还提供了两种去除振幅调制(AM)信号分量的方法，它们不会引入掩盖需要诊断的共振或出错的赝信号。赝信号是在获取或处理信号时引入的伪信号分量。本发明也可以提供只有振幅调制(AM)分量没有FM信号分量的谱，这可以用来确定转子的弯曲共振和相关运动。最后，本发明将隔离的FM分量分成旋转振动引起的分量与平移振动引起的分量。
本发明以明显得到改善的分辨率和精度测量共振频率。通过跟踪频率的精确变化，本发明更精确地确定出机械问题的程度和发生灾难性故障的时间。这类问题包括转子转轴、圆盘和叶片的开裂、沾污或腐蚀。通过定量跟踪这类问题，本发明可以第一时间精确预报各种类型涡轮机的转子故障。
借助以下附图可以更好地理解本发明的细节。
附图的简要说明
图1a为应用于涡轮机转子的本发明的示意图。
图1b示出了传感器。
图1c示出了包含化合物传感单元的两个部件。
图2示出了信号处理步骤。
图3示出了两个相对的传感单元检测到的转轴运动。
图4a示出了两个相对传感单元的信号理想的振幅谱。
图4b示出了一个子信号的复合谱。
图5a示出了两个任意放置的传感单元。
图5b示出了三个任意放置的传感单元。
图6a示出了涡轮机转轴的扭转共振谱。
图6b示出了图6a中转轴共振频率下断裂尺寸与位移的关联度。
实施发明的较佳方式
在下述描述中附图中相同的部件用同一标号表示。
本发明包括监视各种类型涡轮机机械状态和性能的方法和装置100。最重要的，本发明提供了单独由代表转子旋转振动的FM分量组成的谱，其灵敏度和分辨率都高于其它已知的技术。它还提供了两个去除振幅调制(AM)信号分量的装置，避免了现有技术所形成的赝信号。此外，它选择性地去除没有诊断意义而又占据主导地位的信号分量。所获结果的灵敏度极大改善并且能够区分有诊断意义的共振频率。
机器共振的频移精确而可靠地表征了机器各部件机械状态的变化。通过以改进极大的灵敏度和分辨率测量转子旋转共振，本发明提供了极其灵敏和精确的转子变化检测装置。
图1a示出了监视功率涡轮机10的本发明监视涡轮机状态和性能的装置100。本发明监视涡轮机状态和性能的装置100由电子模块110和通过监视编码器30的运动检测转轴20运动的传感器装置120。电子模块110提供了调节、数字化、时钟和处理信号以及存储和通信结果的装置。传感器装置120包含检测编码器30的旋转和平移的传感单元122。加速度计传感单元124检测由传感器固定架126传送的振动引起的传感器装置120的平移。
图1b是传感器装置120的平面图。本发明中最常用的编码器30是附着在转轴20上的齿轮，并且该齿轮提供了满足采样要求的齿轮速率。也可以采用产生代表旋转的脉冲或振荡信号的其它装置。编码器传感器装置120的传感单元122一般位于与编码器30旋转面对齐的曲线阵列内。编码器传感单元对122比较好的固定方式是它们的轴在同一直线上但以180度相反放置。图1c示出了包含两个传感传感部件128的传感单元122，传感传感部件128平行于转轴，其中一个传感部件128的检测场被编码器30的边缘横切，而第二传感部件128仅仅检测编码器30的横向。
电子模块110利用信号调节器210(例如市售的模拟调节电路板)对各种传感器信号进行放大和抗干扰滤波。调节信号被传送至市售模拟-数字转换器(A/D)220。(A/D)220按照计算机时钟230确定的速率采样调节信号并且为每个传感器信号产生一个数字信号。由数字样本组成的数字信号被传送至市售数字信号处理器(DSP)装置240。DSP240暂时存储数字信号部分，产生速度时钟，重复采样数字信号，并且处理和分析重复采样的数字信号。除非特别说明，数字信号是来自编码器30传感单元122的数字信号。
速度时钟是时间分立值(“重复采样次数”)的阵列，构成了其频率成份基于编码器载波频率(“编码器载波”)及其低频调制的数字信号。由于机械运转不平稳，编码器载波分量是准周期的，这意味着至少一个频率分量循环中似乎是恒定的，但是在较长的时间间隔内是明显变化的。
通过将编码器载波的低频调制包括在内，速度时钟在信号处理期间提供了高精度的定序跟踪手段。定序跟踪是一种用来跟踪变速设备的处理技术。诸如对诊断有用的共振之类的较高频率被排除在速度时钟以外。如果不是这样，它们将会在随后的重复采样步骤中从信号中被消除。由于速度时钟数据中的较高频率被用于检测转子内的机械变化，所以需要保存它们。
也可以构造速度时钟以提供编码器每次转动时重复采样次数的整数倍。因此重复采样的信号(“速度时钟数据”)在转子转速谐波附近没有泄漏。当编码器每一周旋转的采样数进一步限制为2的整数幂时，可以采用快速傅立叶变换而不会引入泄漏赝信号。在重复采样之后，速度时钟数据可以借助用于周期信号的大量信号处理技术作适当处理。
图2示出了数字信号处理的步骤。第一步42是形成数字信号。下一步是按照本发明的方法从一个数字信号中形成速度时钟44，本发明是转让给本发明的受让人的美国专利申请No.08/290,375的改进发明。与各种传感单元122关联的数字信号在速度时钟的控制下重复采样46以产生重复采样或“速度时钟”数据，其谱图没有转速谐波的泄漏赝信号或者每分钟转数(RPM)拖尾。子信号48随后从速度时钟数据中产生。
利用其中一种方法去除振幅调制(AM)信号分量52。较佳的方法是通过组合子信号48。该步骤去除了可能掩盖感兴趣的FM信号分量或出错的信号分量。在随后的步骤54中，通过去除没有诊断意义的FM分量进一步将感兴趣的FM信号分量隔离。该步骤可以用来按需要产生其分量恰好代表旋转振动或平移振动的谱。
对一系列的谱进行平均化以消除随机噪声56并进一步隔离有诊断意义的FM信号分量。在分析和趋势步骤58中跟踪这种谱中的振动共振频移和幅度变化得到了定量的转子缺陷结果，这种结果利用现有的在线监视技术是无法检测到的。随后在输出结果步骤60，结果被输出至负责涡轮机运行的操作者。
传感单元122之间各种信号分量在大小、符号和相位上的差异被用来隔离感兴趣的分量。例如当两个传感单元122如图3所示相对而放时(“相对的传感单元”122)，因平移振动引起的振幅调制(AM)和FM分量如下面方程所示具有相反的符号。两个信号中由旋转振动引起的FM分量具有相同的符号。在任意方向θ上的转轴运动可以按照下列方程分解为X和Y分量：
X(t)＝Acosθsinωt
Y(t)＝Asinθsinωt
这里A为振幅，ω为以弧度/秒为单位的频率，而t为时间。因此，第一传感单元122将产生代表由Y方向平移引起的表观转动的FM赝信号，它表示为：
β1(t)＝Asinθsinωt/R
这里R为编码器半径。同样，第二传感单元122将产生表示如下的表观旋转分量：
β2(t)＝-Asinθsinωt/R
当信号相加时β1和β2信号分量抵消，产生没有平移振动引起的FM信号分量的信号。如果没有振幅调制(AM)信号，则该步骤去除了所有振幅调制(AM)信号分量。振幅调制(AM)分量也反映了传感器和编码器的差异。这些差异可以容易地得到补偿从而使得两个信号的相加完全抵消了振幅调制(AM)分量。传感器差异包括灵敏度而编码器差异包括齿轮差别。因此，随着振幅调制(AM)分量的去除，谱只包含转动振动FM随机噪声，该噪声在后面被去除。
图4a示出了理想情况下从相对的传感单元122重复采样得到的信号的振幅谱。每个数字信号包含中心位于上述定义谐波附近的子信号。子信号的边带组由振幅调制(AM)和FM调制和随机噪声构成。边带组振幅调制(AM)和FM分量的频率成份在子信号之间是相同的。振幅和相位相差一定的数量，它很容易得到归一化和补偿。补偿之后，信号被组合以去除不需要的振幅调制(AM)信号分量。
在振幅调制(AM)分量去除步骤52中，归一化的信号经过子信号形成步骤48。子信号由谐波70和相关的边带组72组成。归一化信号的频移和相移使得位于第一子信号中心的谐波70位于0Hz处，具有零相位和单位振幅。重复进行这样的处理，将第二子信号的中心谐波移动到0Hz。两个位移的子信号中的每一个随后作低通滤波，截止频率大约为位移前载波信号两个谐波之间的频率间隔的一半。由于当中心位于0Hz时，相对奈奎斯特频率而被过采样，所以位移的子信号也可以利用标准技术消除。
对相反的第二信号重复该过程。最终结果是四个等价的子信号，它们组成了中心位于载波附近的低通滤波边带组，在0Hz处具有零相位和单位振幅。只有随机噪声在子信号中有所不同并且随后被去除。
图4b示出了理想情况下代表一个子信号的复合谱。谐波70具有零频率和相位以及单位振幅。上边带的FM分量74具有相位角θ而下边带的FM分量74具有相位角Π-θ。如果上边带中振幅调制(AM)分量76具有相位角φ，则在下边带中具有相位角-φ。典型情况下，FM与振幅调制(AM)分量之间的相差θ-φ是固定的并且不是随机的。噪声分量78在上下边带之间具有随机的相位。
振幅调制(AM)分量通过形成子信号的组合边带去除52。组合的下边带通过从下边带减去上边带的复共轭并将结果除以2而从第一子信号形成。组合的上边带通过从其上边带中减去其下边带的复共轭并将结果除以2而从第二子信号形成。随后对第二数字信号重复该处理。
随后通过将相反的信号的两个无振幅调制(AM)谱相加去除平移振动引起的FM分量。剩下的FM分量是那些单独由旋转振动引起的分量。此外，两个无振幅调制(AM)谱也可以相减以去除旋转振动引起的FM分量并且产生只与相对运动有关的FM分量谱。
在加法运算之后，求和谱的上下边带相乘以产生复合谱，其实部由FM分量加上随机噪声组成。随后通过平均化这种谱抑制随机噪声56。随后分析和趋势调整平均谱的单个频率分量以检测表示转子部件机械性能变差的变化。
图5a示出了两个传感器相隔任意角度α1的一般情况，来自传感器的信号经过处理以隔离因旋转振动引起的FM分量。信号中存在振幅调制(AM)分量。传感器4的传感单元122的传感轴定义了X轴。传感器3的传感单元122相对传感器4的传感单元的方向由角度α定义。振幅A、频率ω和方向θ定义的相对运动具有垂直于每个传感单元122的分量N：
N4＝Asinωtsinθ
N3＝Asinωtcos(α-θ-Π/2)
由于垂直于传感单元轴的相对运动改变了编码器30的可检测单元的到达时刻，所以N3和N4代表了因相对运动引起的FM信号分量，它们从旋转振动FM分量中分离出来。
未经过振幅调制(AM)去除的信号保留了平行于每个传感单元122轴的相对运动引起的信号分量：
P4＝-Asinωt cosθ
P3＝-Asinωtsin(α-θ-P/2)
对于经过振幅调制(AM)去除的信号，P3＝P4＝0。
图5b示出了表示为传感器5、传感器6和传感器7的三个共面传感单元122，它们被用来确定θ方向上转轴的相对运动。传感单元122具有角度α1和α2定义的任意取向。利用振幅调制(AM)去除谱，因正交方向上相对运动引起的FM分量表示为：
N5＝Asinωt sinθ
N6＝-Asinωtcos(α1-θ-π/2)
N7＝Asinωtcos(α2-θ-π/2)
这里N5表示来自传感器5的传感单元122的信号的正交分量，而N6和N7表示传感器6和7的传感单元122的信号正交分量。如果三个传感单元等间距放置，α1＝-α2＝2∩/3，组合振幅调制(AM)去除谱的正交分量产生：
N5+N6+N7＝Acosωtsin(1-sinα1-sinα2)＝0
这种抵消表明是三个等间距放置的传感单元122的组合FM谱。相对运动效应被抵消并且因此剩下的FM分量定义了纯粹的旋转振动。同样，这也可以表明旋转面内的三个传感器可以用来定义纯粹的平移振动。
图6a为谱82，它包括经过实验开裂的转轴的第一扭转共振84。谱84还包括转速84的谐波和电学线路效应引起的分量86。当转轴开裂时，其扭转刚性随扭转共振84降低。扭转共振84的频率分辨率高于其它在线监视技术获得的结果。这种改进的分辨率允许更精确地测量频移。这种精度使得可以进行早期的测定并且更为精确地定量转子故障。
图6b示出了共振频移与开裂尺寸的相关度88。数据表明在开裂尺寸与频移之间存在极高的相关度88。因此，监视扭转共振82的频移是确定运行中涡轮机转子转轴开裂尺寸的灵敏而精确的手段。
包含涡轮机叶片的转子分量在由尺寸、形状和材料特性确定的频率处振动。当叶片质量损耗时(例如叶片末端由于在燃烧涡轮机中被腐蚀)，叶片的惯量减小。因此当它们由流经的气体偏转时被更快地弹回。作为叶片共振频率提高的结果，最终的振动更加快速。由于叶片末端腐蚀降低于涡轮机效率，所以这种监视十分有利于控制各种涡轮机的运行成本。
抖动、失速和空洞使涡轮机性能下降并且导致机械性能变差。当涡轮机叶片抖动时，它们同步振动。这种状态提高了叶片应力并且导致灾难性故障的开裂。通过检测抖动引起的振幅增加，本发明可以检测到涡轮机的状态。
借助本发明可以检测到其它状态。使叶片分裂的失速改变了共振功率，这可以通过监视合适共振的振幅检测到。涉及来自泵转子内叶片的流体分离的空洞在流体内产生空洞或气泡，它起的作用相当于转子部件的宽带激发。谱分量振幅和频率的增加被用来检测空洞。
一般从轴承处转轴位移推断的转子不平衡发展指示了涡轮机内的机械变化。在转速谐波处监视的位移一般借助邻近的探针检测，该探针的检测阈值为0.001英寸，可以为低速机器接受。在高速机器中，角动量的稳定效应与非平衡力相反并且防止了表示出现机械问题的位移。该结果为位移监视不再以实用方式指示高速涡轮机的转子问题。
利用边带信号处理的本发明比邻近检测转子位移灵敏得多。它还具有非常宽的带宽，检测和监视频移振动的频率比邻近探针的上限高许多。
依赖振动共振数据的所有计算机分析可以接合入本发明，使得其以连续在线技术的方式实现。例如，通常用于模拟叶片开裂和其它损坏的有限元建模可以用来连续模拟开裂。本发明可以用来检测转子部件质量变化引起的效率变化。传感器装置120的另一实施例包括加速度计124，用来去除因表观平移运动(通过传感器固定部件126传递的振动引起)引起的赝信号。编码器传感单元和加速度计检测传感单元具有等同的传感器振动引起的信号分量。在一些应用中，传感器振动赝信号可能很大并且掩盖了对诊断有意义的编码器信号分量。在这种情况下，通过维纳(Wiener)滤波从编码器信号中去除振动效应。去除振动效应的结果是信号精确地反映了转轴20的运动，即使存在明显的背景振动。
转子轴向的平移振动采用另一传感单元122的实施例。由于信号的振幅正比于检测编码器30的传感单元场的一部分，所以可以采用振幅调制(AM)效应来确定轴向移位。带两个传感部件128的传感单元124(一个位于编码器表面中央而一个位于边缘)可以检测轴向运动的振幅调制(AM)效应。由于FM分量是相同的，所以减去来自两个传感部件128的信号去除了FM分量并且产生了带分叉场的传感传感部件128与位于编码器中心的传感单元传感部件128的振幅调制(AM)分量之差。
作为来自检测多单元编码器30的脉冲信号的替换，也可以采用来自检测单个单元编码器的多传感单元122的信号。传感单元122均匀地排列成跟踪旋转的弧形。比较好的是，传感单元122均匀地完全围绕旋转平面内转轴20附近放置。来自多传感单元122的信号经过组合以产生与检测多单元编码器30的单个传感单元122相同的单个信号。
总之，本发明从编码器30的信号中完全隔离了旋转共振，在分析灵敏度和分辨率上提供了极大的改进，这对于可靠报警涡轮机即将发生的故障来说是重要的。它正确去除了振幅调制(AM)信号分量并且避免引入可能掩盖或干扰代表转子共振的信号分量的赝信号。它还完全去除了因平移振动引起的FM分量并且防止因转子转速小振动引起的频率拖尾。与申请人所知的相应技术相比，这些好处为保护涡轮机免遭灾难性故障提供了经济的解决方案。
虽然借助较佳实施例描述了本发明，但是这种描述不起限制作用。对于本技术领域内技术人员来说，在不偏离本发明精神和范围前提下作出各种修改是显而易见的。

Claims (19)

1.一种通过处理代表转子运动的信号来分析涡轮机(10)状态和性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)从检测转子运动的多个传感单元(122)获取信号，其中至少有一个所述传感单元(122)检测旋转运动；
b)将代表所述转子运动的旋转振动和平移振动并由振动调制分量(74)、频率调制分量(76)和噪声分量(78)构成的信号分量隔离开来；以及
c)分析一段时间内的所述振动调制分量(74)、频率调制分量(76)和噪声分量(78)以确定所述涡轮机(10)的状态和性能。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个所述信号为编码器信号，所述编码器信号在所述转子每旋转一圈包含多个脉冲；以及所述脉冲具有由载波频率和调制频率分量构成的边带组(72)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于至少一个所述传感单元(122)具有与所述转子转轴垂直的传感轴。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于至少一个所述传感单元(122)检测单个编码器(30)的运动；以及所述处理从所述信号中去除振幅调制分量(76)以产生振幅调制被去除的信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述处理进一步包括形成所述信号多个子信号的无振幅调制分量的组合边带。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于组合所述振幅调制被去除的信号以将旋转振动引起的信号分量与平移振动引起的信号分量分开。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述信号从两个所述传感单元(122)中得到，所述传感单元(122)具有相互取向180度的检测场并且所述传感单元(122)位于旋转面内。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
d)使相位和振幅的所述信号归一化；以及
e)在频域内相加所述归一化的信号。
9.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述处理包括维纳滤波以去除因外部振动引起的信号分量。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于对所述旋转振动进行指示转子部件开裂和腐蚀的频移分析。
11.如权利要求2所述的方法，其特征在于对所述运动进行分析以确定所述转子的平衡、效率、抖动和失速。
12.如权利要求3所述的方法，其特征在于两个所述垂直的传感单元(122)相互靠近并且位于包含所述转轴的平面内，从而使得一个所述单元(122)位于所述编码器(30)中心而另一个传感单元(122)位于所述编码器(30)边缘。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于组合所述编码器信号以确定所述旋转轴向上的振动。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括向操作者报告分析结果的步骤。
15.一种通过处理代表转子运动的信号来分析涡轮机(10)状态和性能的装置(100)，其特征在于包括：
a)传感器装置(120)，用来针对所述转子四周各点检测转子运动以产生多个信号；
b)将代表所述转子运动的旋转振动和平移振动并由振动调制分量(74)、频率调制分量(76)和噪声分量(78)构成的信号分量隔离开来的装置；以及
c)分析一段时间内的所述振动调制分量(74)、频率调制分量(76)和噪声分量(78)以确定所述涡轮机(10)的状态和性能的装置。
16.如权利要求15所述的装置(100)，其特征在于所述传感器装置(120)包含多个传感单元(122)，每个传感单元(122)与其它传感单元(122)的相互位置和取向是已知的，其中至少一个所述传感器单元(122)检测编码器(30)的运动。
17.如权利要求16所述的装置(100)，其特征在于所述传感器装置(120)包括至少一对可在所述转子转轴上导向的传感单元(122)，每个传感单元(122)具有沿转子直径上对置的检测场。
18.如权利要求17所述的装置(100)，其特征在于所述传感器装置(120)包括用来检测所述传感器装置(120)振动的加速度计传感单元(124)。
19.如权利要求18所述的装置(100)，其特征在于至少一个所述传感单元(122)具有第一和第二相邻传感部件(128)，每个传感部件(128)具有位于包含且垂直于所述转轴的平面之内的检测场；以及其中第一所述传感部件(128)的检测场被编码器(30)的边缘横切而第二所述传感部件(128)仅仅检测编码器(30)的横向运动。
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