CN113092152B - 一种动设备振动温度复合监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种动设备振动温度复合监测装置，包括温度传感器、振动传感器、信号采集模块、数据预处理模块、计算判断模块和中央处理器；信号采集模块分别通信连接温度传感器、振动传感器和中央处理器；数据预处理模块和计算判断模块均通信连接中央处理器。本发明还提出了动设备振动温度复合监测方法。本发明能智能的对动设备进行监控并智能计算判断是否需要对动设备进行停机检修或择机检修，无需人工不定时在现场对动设备进行巡查，大大提高了对动设备的检修效率、提高设备的运行效率以及其使用寿命。

Description

一种动设备振动温度复合监测装置及方法
技术领域
本发明涉及设备安全技术领域，尤其涉及一种动设备振动温度复合监测装置及方法。
背景技术
天然气净化厂主要生产设备包括水泵、离心压缩泵、柱塞泵、透平机以及风机等动设备；根据动设备大小以及其重要性的不同，天然气净化厂需要选取关键核心设备进行重点监测，以对厂内的动设备的健康状态做全面且实时的监测，以保证有计划的进行生产设备的维护、保养和适时的更换，保障天然气净化厂生产的有序进行。
天然气净化厂对主要生产设备的监控，一般以温度监测为主；当动设备出现异常后，其温度会有明细变化，特别是温度超限后，需要有经验的维护工程师到场检查；由于大部分生产设备露台放置，动设备温度随天气变化显著，维护工程师巡检的频次高，效率低下。
随着振动传感器的广泛使用，且其采购成本低，现在已经将振动传感器应用与动设备的监控，但是目前温度监测与振动监测的方数据时间节点不统一，数据类型不兼容、方案各自为政，使得动设备状态预警准确度不高。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种动设备振动温度复合监测装置及方法，本发明能智能的对动设备进行监控并智能计算判断是否需要对动设备进行停机检修或择机检修，无需人工不定时在现场对动设备进行巡查，大大提高了对动设备的检修效率、提高设备的运行效率以及其使用寿命。
(二)技术方案
本发明提供了一种动设备振动温度复合监测装置，包括温度传感器、振动传感器、信号采集模块、数据预处理模块、计算判断模块和中央处理器；
信号采集模块分别通信连接温度传感器、振动传感器和中央处理器，信号采集模块用于采集振动信号以及温度信号，并将得到的数据信息发送至中央处理器；
数据预处理模块通信连接中央处理器，数据预处理模块用于对中央处理器接收到的振动信号以及温度信号进行预处理；
计算判断模块通信连接中央处理器，计算判断模块用于根据预处理后的数据信息判断动设备是否需要停机检查。
优选的，还包括报警提醒模块；报警提醒模块通信连接中央处理器，报警提醒模块用于在动设备需要停机检查状态下报警提醒。
一种动设备振动温度复合监测方法，包括以下具体步骤：
S1、采集所监测动设备的振动信号和温度信号，再对获得的振动信号和温度信号分别进行预处理；
对振动信号进行预处理的方法为：将每个采集周期内的多个振动信号划分为一组，得到多组振动数据；对多组采集到的振动数据分别进行计算，得到多组峰值的平均值和多组有效值的平均值；对多组振动数据进行频谱分析，并计算出多组振动数据对应的典型特征频率；
对温度信号进行预处理的方法为：在一组振动数据采集周期内，采集动设备的温度值；
S2、对S1中预处理后的数据进行以下计算判断：
S21、对比每组振动数据的频谱与测点关联的部件特征频率，判断每组振动数据的频谱的故障特征值是否在±7％；若在，结束判断；若不在，则继续执行S4；
S22、判断每组振动数据有效值的平均值是否超过限制以及判断对应每组振动数据的温度值是否超过限制；若每组振动数据有效值的平均值以及每组温度值都没有超过限制，则结束判断；若每组振动数据有效值的平均值和每组温度值至少有一组数据超过限制，则继续执行S23；
S23、将温度值的变化趋势图与振动有效值的趋势图做时域相关，再判断相关度是否大于等于0.7；若是，则将动设备停机检修；若否，则继续执行S4；
S4、对动设备进行择机检查。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，对动设备进行智能检测，并获取振动信号以及温度信号，多预处理后的振动数据以及温度数据进行处理，对预处理后的数据进行是否超限值的判断、温度变化率的判断、趋势相似度是否的超限判断以及故障特征频率是否出现的判断，以判断是否需要对动设备进行停机检修或者择机检查，以及时对存在安全隐患的动设备进行检修，避免动设备故障降低企业的生产效率；本发明能保障动设备高效稳定的运行，代替人工巡检以对动设备进行实时的监测，大大提高了对动设备的检修效率，降低人工成本以及人工劳动强度，能显著提高对动设备的监测效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种动设备振动温度复合监测装置的原理框图。
图2为本发明提出的一种动设备振动温度复合监测方法的流程图。
附图标记：101、温度传感器；102、振动传感器；103、信号采集模块；104、数据预处理模块；105、计算判断模块；106、中央处理器；107、报警提醒模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
如图1所示，本发明提出的一种动设备振动温度复合监测装置，包括温度传感器101、振动传感器102、信号采集模块103、数据预处理模块104、计算判断模块105和中央处理器106；
信号采集模块103分别通信连接温度传感器101、振动传感器102和中央处理器106，信号采集模块103用于采集振动信号以及温度信号，并将得到的数据信息发送至中央处理器106；
温度传感器101和振动传感器102均设有多组；多组温度传感器101和多组振动传感器102用于对动设备进行温度以及振动信号的监测；其中，振动传感器102中振动加速度信号的采样频率一般在8kHz以上；温度传感器101的采样频率一般在1Hz以下；
数据预处理模块104通信连接中央处理器106，数据预处理模块104用于对中央处理器106接收到的振动信号以及温度信号进行预处理；
计算判断模块105通信连接中央处理器106，计算判断模块105用于根据预处理后的数据信息判断动设备是否需要停机检查，其中，计算判断模块105包括对处理后数据的故障特征频率的判断、趋势相似度的判断以及是否超限的判断。
在一个可选的实施例中，还包括报警提醒模块107；报警提醒模块107通信连接中央处理器106，报警提醒模块107用于在动设备需要停机检查状态下报警提醒。
本发明的一个实施例中，使用时，通过使用多组温度传感器101和多组振动传感器102分别对动设备进行温度以及振动监测，并实时获得动设备的振动信号和温度信号；再对获得的温度信号以及振动进行预处理后，使用计算判断模块105对预处理后的数据进行分析计算，以判断当前监测状态下，动设备是否需要进行停机检修，无需人工不定时在现场对动设备进行巡查，大大提高了对动设备的检修效率，提高设备的运行效率以及其使用寿命。
实施例2
如图2所示，本发明提出的一种动设备振动温度复合监测方法，包括以下具体步骤：
S1、采集所监测动设备的振动信号和温度信号，再对获得的振动信号和温度信号分别进行预处理；
对振动信号进行预处理的方法为：将每个采集周期内的多个振动信号划分为一组，得到多组振动数据；对多组采集到的振动数据分别进行计算，得到多组峰值的平均值和多组有效值的平均值；对多组振动数据进行频谱分析，并计算出多组振动数据对应的典型特征频率；记录所有的振动数据的实时值；
对温度信号进行预处理的方法为：在一组振动数据采集周期内，采集动设备的温度值；记录所有的温度数据的实时值；
S2、对S1中预处理后的数据进行以下计算判断：
S21、对比每组振动数据的频谱与测点关联的部件特征频率，判断每组振动数据的频谱的故障特征值是否在±7％；若在，结束判断，再继续判断下一组数据；若不在，则继续执行S4；
S22、判断每组振动数据有效值的平均值是否超过限制以及判断对应每组振动数据的温度值是否超过限制；若每组振动数据有效值的平均值以及每组温度值都没有超过限制，则结束判断，再继续判断下一组数据；若每组振动数据有效值的平均值和每组温度值至少有一组数据超过限制，则继续执行S23；
S23、将温度值的变化趋势图与振动有效值的趋势图做时域相关，再判断相关度是否大于等于0.7；若是，则将动设备停机检修；若否，则继续执行S4；
需要说明的是，S21、S22和S23为同一级别的步骤，不分先后顺序；
S4、对动设备进行择机检查。
本发明的一个实施例中，对动设备进行智能检测，并获取振动信号以及温度信号，多预处理后的振动数据以及温度数据进行处理，对预处理后的数据进行是否超限值的判断、温度变化率的判断、趋势相似度是否的超限判断以及故障特征频率是否出现的判断，以判断是否需要对动设备进行停机检修或者择机检查，以及时对存在安全隐患的动设备进行检修，避免动设备故障降低企业的生产效率；本发明能保障动设备高效稳定的运行，代替人工巡检以对动设备进行实时的监测，大大提高了对动设备的检修效率，降低人工成本以及人工劳动强度，能显著提高对动设备的监测效果。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (2)

1.一种动设备振动温度复合监测方法，采用了动设备振动温度复合监测装置，其特征在于，动设备振动温度复合监测装置包括温度传感器（101）、振动传感器（102）、信号采集模块（103）、数据预处理模块（104）、计算判断模块（105）和中央处理器（106）；
信号采集模块（103）分别通信连接温度传感器（101）、振动传感器（102）和中央处理器（106），信号采集模块（103）用于采集振动信号以及温度信号，并将得到的数据信息发送至中央处理器（106）；
数据预处理模块（104）通信连接中央处理器（106），数据预处理模块（104）用于对中央处理器（106）接收到的振动信号以及温度信号进行预处理；
计算判断模块（105）通信连接中央处理器（106），计算判断模块（105）用于根据预处理后的数据信息判断动设备是否需要停机检查；
所述动设备振动温度复合监测方法，包括以下具体步骤：
S1、采集所监测动设备的振动信号和温度信号，再对获得的振动信号和温度信号分别进行预处理；
对振动信号进行预处理的方法为：将每个采集周期内的多个振动信号划分为一组，得到多组振动数据；对多组采集到的振动数据分别进行计算，得到多组峰值的平均值和多组有效值的平均值；对多组振动数据进行频谱分析，并计算出多组振动数据对应的典型特征频率；
对温度信号进行预处理的方法为：在一组振动数据采集周期内，采集动设备的温度值；
S2、对S1中预处理后的数据进行以下计算判断：
S21、对比每组振动数据的频谱与测点关联的部件特征频率，判断每组振动数据的频谱的故障特征值是否在±7%；若在，结束判断；若不在，则继续执行S3；
S22、判断每组振动数据有效值的平均值是否超过限制以及判断对应每组振动数据的温度值是否超过限制；若每组振动数据有效值的平均值以及每组温度值都没有超过限制，则结束判断；若每组振动数据有效值的平均值和每组温度值至少有一组数据超过限制，则继续执行S23；
S23、将温度值的变化趋势图与振动有效值的趋势图做时域相关，再判断相关度是否大于等于0.7；若是，则将动设备停机检修；若否，则继续执行S3；
S3、对动设备进行择机检查。
2.根据权利要求1所述的一种动设备振动温度复合监测方法，其特征在于，还包括报警提醒模块（107）；报警提醒模块（107）通信连接中央处理器（106），报警提醒模块（107）用于在动设备需要停机检查状态下报警提醒。
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