CN108760019A - 一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明的主要技术方案为：一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，包括：框架；测量部，包括光源、感光板和轴承；所述光源与所述感光板分设在轴承两侧；所述轴承外圈固定连接于所述光源和所述框架，所述轴承内圈固定连接于被测轴体；所述感光板固定连接于所述框架或地面；所述轴承在所述光源的投影下，在所述感光板上形成阴影；信息处理部，连接于所述感光板，并处理所述感光板上阴影位移与面积信息；抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；所述感光板固定连接于所述框架；所述测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；所述主动测量部的被测轴体为所述主动轴；所述从动测量部的被测轴体为所述从动轴。

Description

一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统。

背景技术

在现有技术中，抽水蓄能机组具有特有的抽水蓄能发电电动机。抽水蓄能发电电动机是指在发电时作为发电机运行，在抽水时作电动机运行的一种电动机。这使得电机会频繁启停机和工况转换，导致电机主动轴和泵的从动轴易发生故障，而故障的发生前，通常都会有异常振动。而轴的振动包括轴向振动和径向振动，径向振动还有两个呈直角向的分位移，因此一根轴需要至少三组振动检测设备。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，主要目的是同时监测一根轴的三个方向的振动。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供了一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，包括：

框架；

测量部，包括光源、感光板和轴承；所述光源与所述感光板分设在轴承两侧；所述轴承外圈固定连接于所述光源和所述框架，所述轴承内圈固定连接于被测轴体；所述感光板固定连接于所述框架或地面；所述轴承在所述光源的投影下，在所述感光板上形成阴影；

信息处理部，连接于所述感光板，并处理所述感光板上阴影位移与面积信息；

抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；所述感光板固定连接于所述框架；所述测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；所述主动测量部的被测轴体为所述主动轴；所述从动测量部的被测轴体为所述从动轴。

进一步的，所述测量部还包括参照物，所述固定连接于所述外圈，所述光源照射所述参照物，所述光源和所述感光板分设在所述参照物两侧；所述参照物尺寸小于所述轴承尺寸。

进一步的，还包括凸透镜，所述凸透镜设置在所述参照物与所述感光板之间，用于放大所述阴影。

进一步的，所述抽水蓄能机还包括离合器和第一开关；所述第一开关固定连接于所述框架，所述第一开关固定连接于所述离合器；所述离合器的两端分别连接于所述主动轴和所述从动轴；所述第一开关连接于所述信息处理部；当所述第一开关分离或接合时，所述信息处理部得到信号，并对所述主动测量部使用相应的位置标准，同时使所述从动测量部关闭或打开。

进一步的，还包括采集部，所述采集部连接于所述信息处理部；所述采集部用于采集所述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息，并将所述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息传送至所述信息处理部。

进一步的，还包括报警器和多个指示灯，所述报警器和多个所述指示灯连接于所述信息处理部；所述信息处理部内设有预设标准，当所述信息处理部接收的所述感光板上阴影位移与面积信息、所述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息与预设标准不符时，所述报警器和对应的所述指示灯工作。

进一步的，所述轴承外圈与所述框架之间为弹性连接。

进一步的，还包括指示装置，所述指示装置连接于所述信息处理部；所述信息处理部连接于所述光源，当所述信息处理部检测到所述光源打开所述感应板上无阴影时，所述指示装置开启。

进一步的，还包括箱体，所述箱体固定连接于所述框架或地面，所述被测轴体贯穿所述箱体，所述测量部设置在所述箱体内，所述感光板和所述外圈连接于所述箱体；所述箱体用于减少或隔绝其他光。

本发明实施例提出的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，包括：框架；测量部，包括光源、感光板和轴承；光源与感光板分设在轴承两侧；轴承外圈固定连接于光源和框架，轴承内圈固定连接于被测轴体；感光板固定连接于框架或地面；轴承在光源的投影下，在感光板上形成阴影；信息处理部，连接于感光板，并处理感光板上阴影位移与面积信息；抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；感光板固定连接于框架；测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；主动测量部的被测轴体为主动轴；从动测量部的被测轴体为从动轴。在现有技术中，抽水蓄能机组具有特有的抽水蓄能发电电动机。抽水蓄能发电电动机是指在发电时作为发电机运行，在抽水时作电动机运行的一种电动机。这使得电机会频繁启停机和工况转换，导致电机主动轴和泵的从动轴易发生故障，而故障的发生前，通常都会有异常振动。而轴的振动包括轴向振动和径向振动，径向振动还有两个呈直角向的分位移，因此一根轴需要至少三组振动检测设备。本发明利用光沿直线传播使得旋转的轴进行投影进行测量，一套设备能够同时监测轴向振动和径向振动，减少监测设备的使用数量，降低监测成本。同时光源和感光板无需直接接触被测轴体，能够防止测量部损坏，而轴承自身受到的摩擦力极小，使用寿命长。同时在一定程度上，能够放大振动，使得检测效果更佳。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种测量部的正视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种测量部的左视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种测量部的左视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2、图4所示，一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，包括：

框架；

测量部，包括光源11、感光板12和轴承13；上述光源11与上述感光板12分设在轴承13两侧；上述轴承13外圈固定连接于上述光源11和上述框架，上述轴承13内圈固定连接于被测轴体14；上述感光板12固定连接于上述框架或地面；上述轴承13在上述光源11的投影下，在上述感光板12上形成阴影2；利用光沿直线传播形成的阴影2，是被测轴体14平面化，使得上述感光板12上的阴影2前后移动对应被测轴体14的轴向振动，上述感光板12上的阴影2上下移动对应被测轴体14的一个径向移动，而被测轴体14靠近或远离上述感光板12产生的振动，会使得阴影2面积发生变化，因此只需要检测阴影2上下左右的移动和其面积大小，即可经过换算得到被测轴体14一个轴向振动和两个径向振动的数据。上述感光板12使用的分辨率越高，测量精度越大。而由于一般被测轴体14的振动幅度较小，通过上述光源11照射有一定的放大作用，使得振动幅度更易捕捉，测量精度更高。上述轴承13则能够将上述被测轴体14的转动运动与上述外圈分离，只保留振动传递。

信息处理部，连接于上述感光板12，并处理上述感光板12上阴影2位移与面积信息；上述信息处理部不仅需要接受上述感光板12传送的信息，并需要经过计算得到上述被测轴体14的振动信息，若有必要，可以进行记录，或者与预设的振动标准进行比对，得到被测轴体14振动是否异常的信息，并进行反馈。

抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；上述感光板12固定连接于上述框架；上述测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；上述主动测量部的被测轴体14为上述主动轴；上述从动测量部的被测轴体14为上述从动轴。抽水蓄能机组主要为用于发电的上述主动轴，和用来抽水的上述从动轴，由于上述主动轴工况变化种类多且变化频繁，需要监测其振动状况。而上述从动轴并非始终与上述主动轴连接，因此上述从动轴每次使用时的振动状况均不相同，因此上述从动轴也需要监测其振动状况。

以下通过本实施例中一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统的工作过程和原理具体说明本实施例中的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统：

上述光源11照射上述轴承13，并在上述感光板12上投影形成阴影2，在上述被测轴体14发生振动时，上述阴影2会有上下左右移动和阴影2面积变化，对应上述被测轴体14的轴向振动和径向振动。

本发明实施例提出的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，包括：框架；测量部，包括光源11、感光板12和轴承13；光源11与感光板12分设在轴承13两侧；轴承13外圈固定连接于光源11和框架，轴承13内圈固定连接于被测轴体14；感光板12固定连接于框架或地面；轴承13在光源11的投影下，在感光板12上形成阴影2；信息处理部，连接于感光板12，并处理感光板12上阴影2位移与面积信息；抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；感光板12固定连接于框架；测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；主动测量部的被测轴体14为主动轴；从动测量部的被测轴体14为从动轴。在现有技术中，抽水蓄能机组具有特有的抽水蓄能发电电动机。抽水蓄能发电电动机是指在发电时作为发电机运行，在抽水时作电动机运行的一种电动机。这使得电机会频繁启停机和工况转换，导致电机主动轴和泵的从动轴易发生故障，而故障的发生前，通常都会有异常振动。而轴的振动包括轴向振动和径向振动，径向振动还有两个呈直角向的分位移，因此一根轴需要至少三组振动检测设备。本发明利用光沿直线传播使得旋转的轴进行投影进行测量，一套设备能够同时监测轴向振动和径向振动，减少监测设备的使用数量，降低监测成本。同时光源11和感光板12无需直接接触被测轴体14，能够防止测量部损坏，而轴承13自身受到的摩擦力极小，使用寿命长。同时在一定程度上，能够放大振动，使得检测效果更佳。

如图3所示，由于上述轴承13尺寸大于上述被测轴体14，而上述被测轴体14的振动幅度通常在几十微米，为了便于检测，具体的，上述测量部还包括参照物15，上述固定连接于上述外圈，上述光源11照射上述参照物15，上述光源11和上述感光板12分设在上述参照物15两侧；上述参照物15尺寸小于上述轴承13尺寸。上述参照物15可以选择截面积较小的物体，使得振幅与上述参照物15边长的比例较大，然后通过投影放大，进而使得阴影2的移动更加明显，同时也能减小上述感光板12的尺寸，从而降低成本。

为了能够放大上述参照物15的阴影2，使得上述感光板12更易识别，具体的，还包括凸透镜，上述凸透镜设置在上述参照物15与上述感光板12之间，用于放大上述阴影2。上述凸透镜能够放大，并且能通过更换不同焦距的上述凸透镜进行不同的放大，为方便计算，可将上述凸透镜的放大倍数预置到上述信息处理部中，使得上述信息处理部便于计算和比对。而使用放大上述阴影2可以使得上述感光板12的精度提高，也可以在精度允许的情况下降低上述感光板12的分辨率，从而降低上述感光板12成本。

由于上述主动轴和上述从动轴需要连接或分离，具体的，上述抽水蓄能机还包括离合器和第一开关；上述第一开关固定连接于上述框架，上述第一开关固定连接于上述离合器；上述离合器的两端分别连接于上述主动轴和上述从动轴；上述第一开关连接于上述信息处理部；当上述第一开关分离或接合时，上述信息处理部得到信号，并对上述主动测量部使用相应的位置标准，同时使上述从动测量部关闭或打开。由于上述离合器的开合使得上述主动轴产生位移，使得阴影2位置发生变化，为了防止将这个变化误记录为上述主动轴的轴向振动，因此将上述第一开关的指令信息传入上述信息处理部，将因上述离合器的开合而导致的位移排除轴向振动信息，同时为上述阴影2的位置变化提供不同的坐标标准。同时还能够在的上述离合器联合状态时，启动上述从动测量部，达到节约能源的效果。

如图4所示，由于输入转速对轴的振动有影响，为了了解影响关系，具体的，还包括采集部，上述采集部连接于上述信息处理部；上述采集部用于采集上述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息，并将上述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息传送至上述信息处理部。上述抽水蓄能机组用电抽水时，需要采集电机的转速信息；上述抽水蓄能机组用水发电时，导叶开度则会影响发电机的转速和振动，因此均需要进行采集，并可对其引起的轴的振动信息进行关联和对比，保证上述抽水蓄能机组的正常工作。

为了使工作人员及时得到异常振动的信息，具体的，还包括报警器和多个指示灯，上述报警器和多个上述指示灯连接于上述信息处理部；上述信息处理部内设有预设标准，当上述信息处理部接收的上述感光板12上阴影2位移与面积信息、上述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息与预设标准不符时，上述报警器和对应的上述指示灯工作。使用上述报警器后能够通过声音提示工作人员，振动异常，而上述多个指示灯可以表明其对应异常的部位，使得工作人员能够迅速针对性的进行处理。

为了防止上述外圈转动，需对上述外圈进行固定，但上述外圈固定可能会导致上述感光板12的共振，使得振动无法被检测，具体的，上述轴承13外圈与上述框架之间为弹性连接。将上述轴承13外圈与上述框架弹性连接能够防止上述轴承13的振动传递至上述框架，进而使得上述感光板12振动。还可以使上述感光板12或上述轴承13与地面连接。

由于上述抽水蓄能机组工作环境中会有其他光的影响，为了防止上述测量部无法工作，具体的，还包括指示装置，上述指示装置连接于上述信息处理部；上述信息处理部连接于上述光源11，当上述信息处理部检测到上述光源11打开上述感应板上无阴影2时，上述指示装置开启。使用上述指示装置能够检测上述测量部是否收到其他光的干涉，能够提示工作人员对上述测量部进行维护，保证测量工作的正常进行。

为了减小甚至消除其他光对上述测量部的影响，具体的，还包括箱体，上述箱体固定连接于上述框架或地面，上述被测轴体14贯穿上述箱体，上述测量部设置在上述箱体内，上述感光板12和上述外圈连接于上述箱体；上述箱体用于减少或隔绝其他光。使用上述箱体后，能够排除除上述光源11以外的其他光的影响，保证上述测量部的正常工作。

本发明实施例提出的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，包括：框架；测量部，包括光源、感光板和轴承；光源与感光板分设在轴承两侧；轴承外圈固定连接于光源和框架，轴承内圈固定连接于被测轴体；感光板固定连接于框架或地面；轴承在光源的投影下，在感光板上形成阴影；信息处理部，连接于感光板，并处理感光板上阴影位移与面积信息；抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；感光板固定连接于框架；测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；主动测量部的被测轴体为主动轴；从动测量部的被测轴体为从动轴。在现有技术中，抽水蓄能机组具有特有的抽水蓄能发电电动机。抽水蓄能发电电动机是指在发电时作为发电机运行，在抽水时作电动机运行的一种电动机。这使得电机会频繁启停机和工况转换，导致电机主动轴和泵的从动轴易发生故障，而故障的发生前，通常都会有异常振动。而轴的振动包括轴向振动和径向振动，径向振动还有两个呈直角向的分位移，因此一根轴需要至少三组振动检测设备。本发明利用光沿直线传播使得旋转的轴进行投影进行测量，一套设备能够同时监测轴向振动和径向振动，减少监测设备的使用数量，降低监测成本。同时光源和感光板无需直接接触被测轴体，能够防止测量部损坏，而轴承自身受到的摩擦力极小，使用寿命长。同时在一定程度上，能够放大振动，使得检测效果更佳。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，包括：

框架；

测量部，包括光源、感光板和轴承；所述光源与所述感光板分设在轴承两侧；所述轴承外圈固定连接于所述光源和所述框架，所述轴承内圈固定连接于被测轴体；所述感光板固定连接于所述框架或地面；所述轴承在所述光源的投影下，在所述感光板上形成阴影；

信息处理部，连接于所述感光板，并处理所述感光板上阴影位移与面积信息；

抽水蓄能机组，包括主动轴和从动轴；所述感光板固定连接于所述框架；所述测量部为两个，分别为主动测量部和从动测量部；所述主动测量部的被测轴体为所述主动轴；所述从动测量部的被测轴体为所述从动轴。

2.根据权利要求1所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，所述测量部还包括参照物，所述固定连接于所述外圈，所述光源照射所述参照物，所述光源和所述感光板分设在所述参照物两侧；所述参照物尺寸小于所述轴承尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，还包括凸透镜，所述凸透镜设置在所述参照物与所述感光板之间，用于放大所述阴影。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，所述抽水蓄能机还包括离合器和第一开关；所述第一开关固定连接于所述框架，所述第一开关固定连接于所述离合器；所述离合器的两端分别连接于所述主动轴和所述从动轴；所述第一开关连接于所述信息处理部；当所述第一开关分离或接合时，所述信息处理部得到信号，并对所述主动测量部使用相应的位置标准，同时使所述从动测量部关闭或打开。

5.根据权利要求4所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，还包括采集部，所述采集部连接于所述信息处理部；所述采集部用于采集所述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息，并将所述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息传送至所述信息处理部。

6.根据权利要求5所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，还包括报警器和多个指示灯，所述报警器和多个所述指示灯连接于所述信息处理部；所述信息处理部内设有预设标准，当所述信息处理部接收的所述感光板上阴影位移与面积信息、所述抽水蓄能机组转速信息和导叶开度信息与预设标准不符时，所述报警器和对应的所述指示灯工作。

7.根据权利要求6所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，所述轴承外圈与所述框架之间为弹性连接。

8.根据权利要求7所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，还包括指示装置，所述指示装置连接于所述信息处理部；所述信息处理部连接于所述光源，当所述信息处理部检测到所述光源打开所述感应板上无阴影时，所述指示装置开启。

9.根据权利要求8所述的一种抽水蓄能机组轴系振动测量系统，其特征在于，还包括箱体，所述箱体固定连接于所述框架或地面，所述被测轴体贯穿所述箱体，所述测量部设置在所述箱体内，所述感光板和所述外圈连接于所述箱体；所述箱体用于减少或隔绝其他光。