CN109100011A - 一种轨道空调振动监测与故障诊断系统及诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，包括，安装在空调和空调安装地脚上的多个加速度传感器，与加速度传感器连接的数据采集仪，与数据采集仪连接的无线路由器，与无线路由器通讯连接的服务器，以及与服务器连接的用户终端；所述数据采集仪对采集的传感器信号进行指标量计算，并通过无线路由器将指标量信息上传至服务器，所述服务器对上传的数据进行存储和分析，并在数据异常时向用户终端发送报警信息。本发明还涉及一种轨道空调振动诊断方法，利用上述的轨道空调振动监测与故障诊断系统，本发明可实时监测轨道空调整机及关键部件的健康状态，帮助企业及时发现故障问题，有效降低企业维护成本。

Description

一种轨道空调振动监测与故障诊断系统及诊断方法

技术领域

本发明涉及轨道空调设备，尤其是一种轨道空调振动监测与故障诊断系统及诊断方法。

背景技术

轨道空调通过机组安装脚减震器安装于轨道车辆车顶每节车厢的两端或一段固定架上，空调运行状态与整机振动状态直接影响客室舒适性，所以要对空调机组进行离线和在线实时监测。此外，空调整机振动、转子件振动测试系统的建立可用于分析空调振动随车辆运行状态的变化趋势、减振措施随运行时间的隔振率衰减情况、整机振动随载荷的变化趋势等，对以后轨道空调转子件故障诊断、轨道空调减振系统设计有一定的参考意义。当前轨道空调的振动状态监测方式为，空调置于工装支架或安装于静止车辆时，通过数据采集设备，对空调整机布置振动传感器进行测试。当前振动状态监测，不可采集车辆运行状态空调的振动情况，对车辆振动等振源对空调振动特性影响不可评估，无法实现轨道空调随车辆运行状态的实时监测，不能做到对故障早期定位，测试为出现问题后进行，工程技术人员不能远程实时测试并分析数据。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种轨道空调振动监测与故障诊断系统。

本发明的另一个目的在于提供一种轨道空调振动诊断方法，利用上述的轨道空调振动监测与故障诊断系统。

为了实现第一目的，本发明采用如下技术方案：

一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，包括，

安装在空调和空调安装地脚上的多个加速度传感器，用于检测空调和空调安装地脚的振动；

与加速度传感器连接的数据采集仪，所述数据采集仪将加速度传感器产生的模拟信号转换为原始数字信号，并对原始数字信号进行指标量计算；

与数据采集仪连接的无线路由器，

与无线路由器通讯连接的服务器，以及与服务器连接的用户终端；

所述数据采集仪通过无线路由器将指标量信息上传至服务器，所述服务器对上传的数据进行存储和分析，并在数据异常时向用户终端发送报警信息。

进一步，所述空调包括，空调底板、轴流风机、压缩机和通风机；所述空调底板与空调安装地脚连接，所述压缩机固定在空调底板上；安装在空调上的加速度传感器分别对应安装在空调底板、轴流风机、压缩机和通风机上。

进一步，所述空调底板和通风机分别通过粘接的方式与加速度传感器连接，所述轴流风机上设有一T型槽，在T型槽上设有一安装板，所述安装板通过螺栓与T型槽固定连接，并通过粘接方式与加速度传感器连接。

进一步，所述压缩机上设有一安装支架，并通过安装支架与加速度传感器连接；所述安装支架包括，

一圆环形的卡箍，套设在压缩机外壳上；

固定套在卡箍上的安装座，所述安装座与压缩机的外壳接触；

所述安装座通过粘接方式与加速度传感器连接。

进一步，所述加速度传感器为三向加速度传感器。

进一步，所述无线路由器为工业级3G路由器，所述用户终端为电脑或者智能手机。

进一步，所述数据采集仪还连接有一存储设备，数据采集仪将原始数字信号自动存储在存储设备中。

为了实现第二目的，本发明采用如下技术方案：

一种轨道空调振动诊断方法，利用上述的轨道空调振动监测与故障诊断系统，包括以下步骤：

步骤一，获取各个加速度传感器的加速度信号，并将模拟信号转换为数字信号；

步骤二，生成加速度信号的时域波形图，并进行指标量计算，包括，计算加速度的平均值、最大值、最小值和有效值；

步骤三，设定阀值判定的指标量，包括加速度平均值、最大值、最小值和有效值，并相应与步骤二中的数据进行对比，当超出阈值时，进行异常自动报警；

步骤四，对空调和空调安装地脚的加速度信号进行传递函数分析，实时分析传递率，当传递率≥1时，进行异常自动报警。

进一步，所述步骤二还包括，对各个加速度传感器的加速度信号进行频域分析，并实时输出幅频曲线显示图。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本发明可实时监测轨道空调整机及关键部件的健康状态，帮助企业及时发现故障问题，可以降低企业维修成本，提高维修效率，增加企业利润，加强企业的竞争力。

2、本发明采集的数据通过无线传输的方式传输至用户终端，前期施工成本低，后期维护费用低，空调和车体间基本是零增加布线成本，设计时间短，投产速度快，后期维护所需的人力少、费用低，另一方面对于已交付运行的轨道空调，其结构空间等比较受限制，而本发明的无线传输的方式摆脱了电缆的约束，并且体积小，不受场地因素制约，可以按需随时布置。

3、本发明在车辆运行时也能对空调的运行状态进行振动监测，并能克服车辆振动的影响，这有利于提高整个轨道空调诊断的准确性，使空调运行更加可靠。

附图说明

图1：本发明的整体俯视图；

图2：本发明的加速度传感器在轴流风机上的安装位置示意图；

图3：本发明的加速度传感器在轴流风机上的安装方式示意图；

图4：本发明的加速度传感器在通风机上的安装位置示意图；

图5：本发明的加速度传感器在压缩机上的安装位置示意图；

图6：本发明的加速度传感器在空调底板上的安装位置示意图；

图7：本发明的加速度传感器在压缩机上的安装方式示意图；

图8：本发明的系统连接原理图；

其中：1、空调安装地脚2、空调底板3、轴流风机4、压缩机5、通风机6、加速度传感器3a、T型槽3b、安装板3c、螺栓4a、卡箍4b、安装座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1和图8所示，一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，包括，安装在空调和空调安装地脚1上的多个加速度传感器6，用于检测空调和空调安装地脚1的振动；与加速度传感器6连接的数据采集仪，用于将加速度传感器6产生的模拟信号转换为原始数字信号，并对原始数字信号进行指标量计算，包括计算加速度的平均值、最大值、最小值和有效值；与数据采集仪连接的无线路由器，与无线路由器通讯连接的服务器，以及与服务器连接的用户终端。所述数据采集仪通过无线路由器将指标量信息上传至服务器，所述服务器对上传的数据进行存储和分析，并在数据异常时向用户终端发送报警信息。用户可以通过用户终端访问服务器进行数据浏览及分析等工作，并通过服务器及互联网络对数据采集仪进行参数设置、启停机控制、原始数据下载等操作。

具体地，所述空调包括，空调底板2、轴流风机3、压缩机4和通风机5；所述空调底板2与空调安装地脚1连接，所述压缩机4固定在空调底板2上；安装在空调上的加速度传感器6分别对应安装在空调底板2、轴流风机3、压缩机4和通风机5上，用于检测空调底板2、轴流风机3、压缩机4和通风机5的振动。

结合图2至图6所示，所述空调底板2和通风机5分别通过粘接的方式与加速度传感器6连接，所述轴流风机3上设有一T型槽3a，在T型槽3a上设有一安装板3b，所述安装板3b通过螺栓3c与T型槽3a固定连接，并通过粘接方式与加速度传感器6连接。

结合图7所示，所述压缩机4上设有一安装支架，并通过安装支架与加速度传感器6连接。所述安装支架包括，一圆环形的卡箍4a，套设在压缩机4外壳上；固定套在卡箍4a上的安装座4b，所述安装座4b与压缩机4的外壳接触；安装座4b通过粘接方式与加速度传感器6连接，来自压缩机4的振动通过安装座4b传递至加速度传感器6。

优选地，所述加速度传感器6为三向加速度传感器，可以同时测试横向、纵向和垂向的振动加速度。

优选地，所述无线路由器为工业级3G路由器，所述用户终端为电脑或者智能手机。

优选地，所述数据采集仪还连接有一存储设备，数据采集仪将原始数字信号自动存储在存储设备中，以实现对原始数字信号的备份。

一种轨道空调振动诊断方法，利用上述的轨道空调振动监测与故障诊断系统，包括以下步骤：

步骤一，获取各个加速度传感器6的加速度信号，并将模拟信号转换为数字信号；

步骤二，生成加速度信号的时域波形图，并进行指标量计算，包括，计算加速度的平均值、最大值、最小值和有效值；

步骤三，设定阀值判定的指标量，包括加速度平均值、最大值、最小值和有效值，并相应与步骤二中的数据进行对比，当超出阈值时，进行异常自动报警；

步骤四，对空调和空调安装地脚1的加速度信号进行传递函数分析，实时分析传递率，当传递率≥1时，进行异常自动报警。

优选地，所述步骤二还包括，对各个加速度传感器6的加速度信号进行频域分析，并实时输出幅频曲线显示图。

具体地，所述步骤一为，为在空调运行时，多个加速度传感器6分别检测空调底板2、轴流风机3、压缩机4、通风机5和空调安装地脚1的加速度，并输出模拟信号，传输给数据采集仪；数据采集仪将获取的模拟信号转换为数字信号；

具体地，所述步骤二为，数据采集仪根据数字信号生成时域波形图，并计算出加速度的平均值、最大值、最小值和有效值；所述有效值为方均根值，指的是在规定时间间隔内一个量的各瞬时值的平方的平均值的平方根。

具体地，所述步骤三为，工程人员通过服务器手动设置阀值判定的指标量，服务器每隔一段时间采集来自数据采集仪的数据，并与对应的阀值进行比较，当超出阈值时，数据传输至用户终端，并进行异常自动报警。

具体地，所述步骤四为，服务器对压缩机4和空调安装地脚1进行传递函数分析，实时分析传递率，当传递率≥1时，数据传输至用户终端，并进行异常自动报警。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：包括，

安装在空调和空调安装地脚上的多个加速度传感器，用于检测空调和空调安装地脚的振动；

与加速度传感器连接的数据采集仪，所述数据采集仪将加速度传感器产生的模拟信号转换为原始数字信号，并对原始数字信号进行指标量计算；

与数据采集仪连接的无线路由器，

与无线路由器通讯连接的服务器，以及与服务器连接的用户终端；

所述数据采集仪通过无线路由器将指标量信息上传至服务器，所述服务器对上传的数据进行存储和分析，并在数据异常时向用户终端发送报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：所述空调包括，空调底板、轴流风机、压缩机和通风机；所述空调底板与空调安装地脚连接，所述压缩机固定在空调底板上；安装在空调上的加速度传感器分别对应安装在空调底板、轴流风机、压缩机和通风机上。

3.根据权利要求2所述的一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：所述空调底板和通风机分别通过粘接的方式与加速度传感器连接，所述轴流风机上设有一T型槽，在T型槽上设有一安装板，所述安装板通过螺栓与T型槽固定连接，并通过粘接方式与加速度传感器连接。

4.根据权利要求2所述的一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：所述压缩机上设有一安装支架，并通过安装支架与加速度传感器连接；所述安装支架包括，

一圆环形的卡箍，套设在压缩机外壳上；

固定套在卡箍上的安装座，所述安装座与压缩机的外壳接触；

所述安装座通过粘接方式与加速度传感器连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：所述加速度传感器为三向加速度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：所述无线路由器为工业级3G路由器，所述用户终端为电脑或者智能手机。

7.根据权利要求1所述的一种轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于：所述数据采集仪还连接有一存储设备，数据采集仪将原始数字信号自动存储在存储设备中。

8.一种轨道空调振动诊断方法，利用如权利要求1-7任一项所述的轨道空调振动监测与故障诊断系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，获取各个加速度传感器的加速度信号，并将模拟信号转换为数字信号；

步骤二，生成加速度信号的时域波形图，并进行指标量计算，包括，计算加速度的平均值、最大值、最小值和有效值；

步骤三，设定阀值判定的指标量，包括加速度平均值、最大值、最小值和有效值，并相应与步骤二中的数据进行对比，当超出阈值时，进行异常自动报警；

步骤四，对空调和空调安装地脚的加速度信号进行传递函数分析，实时分析传递率，当传递率≥1时，进行异常自动报警。

9.根据权利要求1所述的轨道空调振动诊断方法，其特征在于：所述步骤二还包括，对各个加速度传感器的加速度信号进行频域分析，并实时输出幅频曲线显示图。