CN108760298A - 基于红外热图像的轴承状态监测系统 - Google Patents

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刘刚
于光
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Abstract

本发明涉及一种基于红外热图像的轴承状态监测系统，包括：轴振传感器，用于采集轴承振动数据；红外温度传感器，用于采集轴承表面温度场数据；轴承状态监测装置，用于根据采集的轴承振动数据及轴承表面温度场数据，得到轴承的实时工作状态信息。本发明采用红外温度传感器对轴承表面温度进行监测，并保留传统的轴振测点，综合轴承表面温度场分布和轴承振动情况，综合判断轴承运行状况，能够及时发现故障并消除故障隐患，防止产生重大事故或者经济损失。

Description

基于红外热图像的轴承状态监测系统
技术领域
本发明属于热力发电厂的汽轮发电机组轴承状态监测技术领域，尤其涉及一种基于红外热图像的轴承状态监测系统。
背景技术
随着现代化工业的发展，设备能否安全可靠地以最佳状态运行，对于确保产品质量、提高企业生产能力、保障安全生产都具有十分重要的意义。
设备从正常到故障会有一个发生、发展的过程，因此对设备的运行状况应进行日常的、连续的、规范的工作状态的检查和测量，即工况监测或称状态监测，它是设备管理工作的一部分。
对于汽轮发电机组轴承部件，当轴承内部出现故障时，影响润滑油膜形成效果，进而影响轴承冷却效果，使轴承表面温度升高，达到一定程度时，可导致轴承乌金损坏，使运行中的汽轮机组发生严重烧瓦、磨轴事故，给安全运行带来了严重的财产损失。
如何有效地提高设备运行的可靠性，以及提前预测和及时发现故障的发生是十分必要的，这正是加强设备管理的重要环节和最重要的工作，也是推进发展预防(状态)维修的新方式。如何确保机组安全顺利运行变成了每一个发电企业必须面对的难题。鉴于这种情况，需要一种轴承状态监测方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于红外热图像的轴承状态监测系统，实现汽轮发电机组轴承的实时状态监测，诊断及预防性维修，减少汽轮机组发生严重烧瓦、磨轴事故几率。
本发明提供了一种基于红外热图像的轴承状态监测系统，包括：
轴振传感器，用于采集轴承振动数据；
红外温度传感器，用于采集轴承表面温度场数据；
轴承状态监测装置，用于根据采集的轴承振动数据及轴承表面温度场数据，得到轴承的实时工作状态信息。
进一步地，轴承为汽轮发电机组主轴。
进一步地，轴振传感器包括轴振垂直涡流传感器及轴振水平涡流传感器，轴振垂直涡流传感器与轴振水平涡流传感器互成90°布置。
进一步地，红外温度传感器包括第一红外温度传感器及第二红外温度传感器，第一红外温度传感器与第二红外温度传感器互成90°布置。
进一步地，红外温度传感器为红外热像仪。
进一步地，轴承状态监测装置包括：
获取模块，用于获取轴承振动数据及轴承表面温度场数据；
处理模块，用于根据轴承表面温度场数据生成轴承表面温度场分布图，并耦合轴承振动数据，获得轴承工作状态信息。
显示模块，用于实时显示轴承工作状态信息。
借由上述方案，通过基于红外热图像的轴承状态监测系统，采用红外温度传感器对轴承表面温度进行监测，并保留传统的轴振测点，综合轴承表面温度场分布和轴承振动情况，综合判断轴承运行状况，能够及时发现故障并消除故障隐患，防止产生重大事故或者经济损失。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明基于红外热图像的轴承状态监测系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例提供了一种基于红外热图像的轴承状态监测系统，包括：轴振传感器、红外温度传感器及轴承状态监测装置。
轴振传感器，用于采集轴承振动数据。
红外温度传感器(如红外热像仪)，用于采集轴承表面温度场数据。红外温度传感器一次能够捕获几万乃至几十万点的温度数据并生成红外图像，不仅仅是测试温度，更可以直观的显示轴承的工作状态。
轴承状态监测装置，用于根据采集的轴承振动数据及轴承表面温度场数据，得到轴承的实时工作状态信息。
该轴承状态监测装置包括：
获取模块，用于获取轴承振动数据及轴承表面温度场数据；
处理模块，用于根据轴承表面温度场数据生成轴承表面温度场分布图，并耦合轴承振动数据，获得轴承工作状态信息。
显示模块，用于实时显示轴承工作状态信息。
本实施例提供的轴承状态监测系统，采用红外温度传感器对轴承表面温度进行监测，并保留传统的轴振测点，综合轴承表面温度场分布和轴承振动情况，综合判断轴承运行状况。通过对轴承表面温度场及振动数据进行连续采集和跟踪比对，实时跟踪设备的运行状况，能够快速发现异常读数以便进一步检查。通过监视设备性能并在需要时安排维护，可降低因设备故障而发生的非计划性停产的可能性，减少维护费用和设备维修的成本，延长设备资产的寿命，并最大限度地提高维护效果和生产能力。
参图1所示，本实施例中的轴承为汽轮发电机组主轴1，轴振传感器包括轴振垂直涡流传感器2及轴振水平涡流传感器3，轴振垂直涡流传感器2与轴振水平涡流传感器3互成90°布置(传感器数据采集方向的轴线相互垂直)。红外温度传感器包括第一红外温度传感器4及第二红外温度传感器5，第一红外温度传感器4与第二红外温度传感器5互成90°布置(传感器数据采集方向的轴线相互垂直)。轴承状态监测装置的获取模块及处理模块安装于服务器6，显示模块采用显示器7。即在单个轴承增加2个红外温度传感器，并相互成90°布置，并增加1套视频处理增强软件，1套视频放大器、1台服务器和1台显示器，另外保留传统的轴振测点，相互成90°布置。
在本实施例中，第一红外温度传感器4及第二红外温度传感器5可采用高像素红外热像仪，能够测得的温度数据较多。生成的红外图像非常细腻，能找到真正的热点，不仅仅是测试温度，更可以直观的显示轴承的工作状态。
本实施例通过采用红外温度传感器对轴承温度进行监测，而非传统热电偶或热电阻仅对轴承局部某点温度进行测试，避免轴承运行状态监测的局限性，通过将轴承的温度场的分布以图像形式直观地显示出来，能够测得的温度数据较多。不仅仅是测试轴承局部点的温度，而是整个轴承表面温度场的分布，并耦合振动传感器对轴振进行综合判断，更直观的显示轴承的工作状态。可降低因设备故障而发生的非计划性停产的可能性，减少维护费用和设备维修的成本，延长设备资产的寿命，并最大限度地提高维护效果和生产能力，做到设备预防性状态检修。
本实施例提供的轴承状态监测系统具有如下技术效果：
1)利用红外温度传感器监测轴承温度场来替代传统的热电偶或热电阻测温元件监测轴承局部点温度，不仅使监测范围扩大了，而且使轴承温度场更加直接显现出来，提高了轴承状态监测的范围、准度和精度；
2)利用红外温度传感器并耦合轴承振动监测技术，对汽轮发电机组轴承进行全方位360°监测，结合轴承振动监测和甄别技术，可实现机组轴承运行状态和故障判别可视化，真正做到状态检修。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于红外热图像的轴承状态监测系统，其特征在于，包括：
轴振传感器，用于采集轴承振动数据；
红外温度传感器，用于采集轴承表面温度场数据；
轴承状态监测装置，用于根据采集的轴承振动数据及轴承表面温度场数据，得到轴承的实时工作状态信息。
2.根据权利要求1所述的基于红外热图像的轴承状态监测系统，其特征在于，所述轴承为汽轮发电机组主轴。
3.根据权利要求2所述的基于红外热图像的轴承状态监测系统，其特征在于，所述轴振传感器包括轴振垂直涡流传感器及轴振水平涡流传感器，所述轴振垂直涡流传感器与所述轴振水平涡流传感器互成90°布置。
4.根据权利要求3所述的基于红外热图像的轴承状态监测系统，其特征在于，所述红外温度传感器包括第一红外温度传感器及第二红外温度传感器，所述第一红外温度传感器与所述第二红外温度传感器互成90°布置。
5.根据权利要求1所述的基于红外热图像的轴承状态监测系统，其特征在于，所述红外温度传感器为红外热像仪。
6.根据权利要求1所述的基于红外热图像的轴承状态监测系统，其特征在于，所述轴承状态监测装置包括：
获取模块，用于获取所述轴承振动数据及轴承表面温度场数据；
处理模块，用于根据所述轴承表面温度场数据生成轴承表面温度场分布图，并耦合所述轴承振动数据，获得轴承工作状态信息。
显示模块，用于实时显示所述轴承工作状态信息。
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