CN112556826A - 一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架，通过基于外部计算机与传感器检测信息分析交换的方式，能够精确的对发动机故障震动的共振频率进行分析和对比，并将反应的信号特征通过频谱分析后，将的得到的峰值通过傅里叶变换进行数据分析，得到实际准确有效的真实频率，达到及时有效的对共振频率进行分析处理，当发动机内部硬件发生异常后，能够及时有效的对共振频率进行分析处理，对用户进行故障提醒，提高对发动机运行状态的实时了解以及减少突发故障发生停止运行的优点。

Description

一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架

技术领域

本发明属于发动机处理技术领域，特别涉及一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，运用十分广泛，良好的发动机是各种生产和生活的保障，若发动机突然出现故障，无法运行，轻则影响运行状态，重则会拖累生活生产的发展进度，产生较大的不便和造成经济利益损失，现有的发动机常会配备故障灯对内部不正常状况进行反应，但硬件出现故障时，仍较难进行反馈，发动机转子运行时，自身具有固有的震动频率，当发动机在某个特定转速时出现的振动称为共振，共振是由于发动机运转部件质量不平衡引起的，如曲轴弯曲，在油电路故障和气门故障时也会出现，发动机出现这些情况时，会在某速度下，使平衡产生的震动与机器的固有振动频率重合，加重振动的效应，传至安装部，若不及时处理，容易加剧发动机的故障程度和使与之安装的部位发生形变受损，造成损坏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架，达到及时有效的对共振频率进行分析处理，当发动机内部硬件发生异常后，能够及时有效的对共振频率进行分析处理，对用户进行故障提醒，提高对发动机运行状态的实时了解以及减少突发故障发生停止运行的优点。

(二)技术方案

本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种基于计算机的发动机现场实时检测方法，包括以下步骤：

a、通过基于无线通信系统的传感器组件与外部通信计算机系统进行配对连接，作为接收和监测的计算机系统的能够在后续的接收过程中连续分析和监测中由传感器组件发出的感测数值；

b、计算机系统通过接收由传感器组件检测到的采样频率传感数据后，将得到的传感检测数据通过计算处理后分解成数据；

c、通过计算机系统上建立的频谱分析服务器组成的计算程序对数据进行处理和分析，最终得到这些采样频率的实际频率结果；

d、计算机系统将处理得到的实际频率与先前发动机正常的到固定频率数据进行对比，得出发动机实时状态数据；

e、计算机系统将发动机实时状态数据结果进行存储记录，并返回给与之对应的用户端，令用户能够对发动机的运行状况进行实时检测。

进一步的，所述传感器组件内部设置有加速度传感器、位移传感器、mems振动传感器、电源组件和无线模块。

进一步的，所述的一种基于计算机的发动机现场实时检测料架，其特征在于：包括料架，所述料架由边框、底撑、安装孔、底架和撑架组成，所述边框底侧焊接有底撑，所述底撑顶侧开设有安装孔，所述边框内侧周部交错焊接有底架，所述撑架底端焊接于底架上，所述撑架外侧顶端固定安装有传感器组件。

进一步的，所述撑架在底架上左右对称设置有两处。

进一步的，所述边框、底撑、安装孔、底架和撑架外侧均涂覆设置有金属加固涂层。

(三)有益效果

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过基于外部计算机与传感器检测信息分析交换的方式，能够精确的对发动机故障震动的共振频率进行分析和对比，并将反应的信号特征通过频谱分析后，将的得到的峰值通过傅里叶变换进行数据分析，得到实际准确有效的真实频率，达到及时有效的对共振频率进行分析处理，当发动机内部硬件发生异常后，能够及时有效的对共振频率进行分析处理，对用户进行故障提醒，提高对发动机运行状态的实时了解以及减少突发故障发生停止运行的优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的传感器组件结构示意图；

图3为本发明的料架结构示意图；

图中：计算机系统-1、传感器组件-2、加速度传感器-21、位移传感器-22、mems振动传感器-23、电源组件-24、无线模块-25、料架-3、边框-31、底撑-32、安装孔-33、底架-35、撑架-35。

具体实施方式

请参阅图1、图2与图3，本发明提供一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架，包括以下步骤：

a、通过基于无线通信系统的传感器组件2与外部通信计算机系统1进行配对连接，作为接收和监测的计算机系统1的能够在后续的接收过程中连续分析和监测中由传感器组件2发出的感测数值，传感器组件2内设置有加速度传感器21、位移传感器22和mems振动传感器23三种检测传感器，加速度传感器21和位移传感器22的数值采用SI标准单位(m/s2)，通过mems振动传感器23将原始要测的机械量做为振动传感器的输入量，然后由机械接收部分加以接收，形成另一个适合于变换的机械量，最后由机电变换部分再将变换为电量数据，通过加速度传感器21和位移传感器22的配合检测，能够提高对高频和低频的震动频率的检测精度，并通过mems振动传感器23将介于之二之间的数据进行检测，以便后续的接收读取和分析，随后将检测到的数据传输至外部计算机系统1内；

b、计算机系统1通过接收由传感器组件2检测到的采样频率传感数据后，将得到的传感检测数据通过计算处理后分解成数据，计算机系统1得到数采样频率数据后，便可以通过程序对数字信号进行分解，制成频谱，该过程可以用通过常规的分析程序进行操作，例如Matlab，随后，根据得到的采样频率，由奈奎斯特采样定理可以知道，fs必须≥信号最高频率的2倍才不会发生信号混叠，因此fs能采样到的信号最高频率为fs/2，对实际物理频率和高低峰值区域进行确定；

c、通过计算机系统1上建立的频谱分析服务器组成的计算程序对数据进行处理和分析，最终得到这些采样频率的实际频率结果，得到的数据通过傅里叶变换,峰值对应的就是频率，再设定计算程序对震动频率进行频谱分析，在一个周期内，取多个信号点，并对其进行FFT分析，根据奈科斯特定律，只有f＝fs/2范围内的信号才是被采样到的有效信号，将2pi数字频率分成所取出信号点等额的n份，整个数字频率的范围覆盖了从0-2pi*采样频率的模拟频率范围，通过数值计算，计算时，若取出6个点的FFT分析，假设原来的模拟信号的最高频率f＝32kHz，采样频率是64kHz，n的范围是0,1,2...15，这时，64kHz的模拟频率被分成了16分，每一份是4kHz，从而得出频率分辨率，能够提高检测数值精确性；

d、计算机系统1将处理得到的实际频率与先前发动机正常的到固定频率数据进行对比，得出发动机实时状态数据；

e、计算机系统1将发动机实时状态数据结果进行存储记录，并返回给与之对应的用户端，令用户能够对发动机的运行状况进行实时检测。

其中，所述传感器组件2内部设置有加速度传感器21、位移传感器22、mems振动传感器23、电源组件24和无线模块25，对高频、低频和介于二者之间的震动频率进行分析。

其中，所述的一种基于计算机的发动机现场实时检测料架，其特征在于：包括料架3，所述料架3由边框31、底撑32、安装孔33、底架35和撑架35组成，所述边框31底侧焊接有底撑32，所述底撑32顶侧开设有安装孔33，所述边框31内侧周部交错焊接有底架35，所述撑架35底端焊接于底架35上，所述撑架35外侧顶端固定安装有传感器组件2，对传感器组件2和外部发动机进行安装，利于对震动频率进行传递。

其中，所述撑架35在底架35上左右对称设置有两处，提高与发动机接触效果，利于震动传递。

其中，所述边框31、底撑32、安装孔33、底架35和撑架35外侧均涂覆设置有金属加固涂层，对表面硬度进行加强，提高震动传递。

本发明的控制方式是通过人工启动和关闭开关来控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种基于计算机的发动机现场实时检测方法，其特征在于包括以下步骤：

a、通过基于无线通信系统的传感器组件(2)与外部通信计算机系统(1)进行配对连接，作为接收和监测的计算机系统(1)的能够在后续的接收过程中连续分析和监测中由传感器组件(2)发出的感测数值；

b、计算机系统(1)通过接收由传感器组件(2)检测到的采样频率传感数据后，将得到的传感检测数据通过计算处理后分解成数据；

c、通过计算机系统(1)上建立的频谱分析服务器组成的计算程序对数据进行处理和分析，最终得到这些采样频率的实际频率结果；

d、计算机系统(1)将处理得到的实际频率与先前发动机正常的到固定频率数据进行对比，得出发动机实时状态数据；

e、计算机系统(1)将发动机实时状态数据结果进行存储记录，并返回给与之对应的用户端，令用户能够对发动机的运行状况进行实时检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机的发动机现场实时检测方法，其特征在于：所述传感器组件(2)内部设置有加速度传感器(21)、位移传感器(22)、mems振动传感器(23)、电源组件(24)和无线模块(25)。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机的发动机现场实时检测料架，其特征在于：包括料架(3)，所述料架(3)由边框(31)、底撑(32)、安装孔(33)、底架(35)和撑架(35)组成，所述边框(31)底侧焊接有底撑(32)，所述底撑(32)顶侧开设有安装孔(33)，所述边框(31)内侧周部交错焊接有底架(35)，所述撑架(35)底端焊接于底架(35)上，所述撑架(35)外侧顶端固定安装有传感器组件(2)。

4.根据权利要求4所述的一种基于计算机的发动机现场实时检测料架，其特征在于：所述撑架(35)在底架(35)上左右对称设置有两处。

5.根据权利要求1所述的一种基于计算机的发动机现场实时检测方法及其料架，其特征在于：所述边框(31)、底撑(32)、安装孔(33)、底架(35)和撑架(35)外侧均涂覆设置有金属加固涂层。

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