CN204649225U - 一种船舶轴系运动在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种船舶轴系运动在线监测装置，包括：位移监测模块、振动监测模块、数据采集模块和控制模块；所述位移监测模块设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于监测待测轴系部件的三向位移并产生三相位移信号；所述振动监测模块设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于检测待测轴系部件的振动状态并产生振动信号；所述数据采集模块，用于对三相位移信号及振动信号进行采样及AD转换；所述控制模块，用于对经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号进行数据分析，得到待测轴系部件的运动状态参数。本实用新型具有实时性，可分析性，可预测性和后处理性；满足实船在线监测需要，提升船舶主推进装置的运行安全性和可维护性。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶监测技术领域，特别涉及一种船舶轴系运动在线监测装置。
背景技术
船舶轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其正常运行与船舶航行安全性密切相关。由于船舶轴系受到主机和螺旋桨激振力的影响，其不可避免地会产生各种振动(含扭转振动、横振和纵振等)；若以位移量进行表征，则可用轴系运动状态参数实现。轴系振动过大会影响其正常运行，甚至会导致严重的主推进系统故障，因此对船舶轴系运动开展在线监测具有十分重要的意义。轴系运动状态参数包括其在X、Y、Z三个方向位移状态参数及其耦合、关联度，偏离正常轴系运动状态的异常表征都会在不同程度上反映轴系或船舶主推进装置的故障问题，包括轴承润滑、过度磨损、轴系不对中、轴系部件裂纹、受力弯曲等问题。船舶轴系运动状态信号中往往包含着大量的故障诊断信息，对船舶主推进系统的运行安全及故障分析有着极为重要的作用。尤其是船舶艉轴运动状态信息，可用于推测船舶艉轴承的油膜润滑状况，从而进一步掌握艉轴-油膜-艉轴承系统的实际运行状况，为艉轴发热问题提供故障信息与诊断技术。而目前对船舶轴系运行性能检测只局限于新造船和旧船修造后的试航检测，在船舶营运过程中没有任何与轴系运动相关监测系统，目前也没有专门用于船舶轴系运动在线监测装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供能够实时监测船舶轴系的运动状态的船舶轴系运动在线监测装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种船舶轴系运动在线监测装置,包括：位移监测模块、振动监测模块、数据采集模块和控制模块；
所述位移监测模块设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于监测待测轴系部件的三向位移并产生三相位移信号；
所述振动监测模块设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于检测待测轴系部件的振动状态并产生振动信号；
所述数据采集模块，用于对三相位移信号及振动信号进行采样及AD转换；
所述控制模块，用于对经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号进行数据分析，得到待测轴系部件的运动状态参数。
本实用新型的有益效果是：通过安装在轴系表面一定距离、易拆装的电涡流位移传感器获取船舶轴系运动状态信号，并最终经过信号采集、储存、处理，显示于PC机上，具有实时性，可分析性，可预测性和后处理性；满足实船在线监测需要，提升船舶主推进装置的运行安全性和可维护性。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述位移监测模块包括四组位移传感器，每组位移传感器分别设置于待测轴系部件的一个监测面上，用于测量每个监测面的三向位移。
进一步，四个所述监测面分别设置于所述待测轴系部件的艉轴上靠近可拆联轴器的一侧、艉轴上靠近刚性联轴器的一侧、中间轴上靠近刚性联轴器的一侧及中间轴上齿轮箱。
进一步，每个所述位移传感器组均包括一个横向位移传感器、一个垂向位移传感器和一个纵向位移传感器。
进一步，所述振动监测模块包括振动位移传感器，所述振动位移传感器设置于中间轴或艉轴上。
进一步，所述数据采集模块通过USB接口、RS232接口或者以太网接口将经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号传送给控制模块。
进一步，还包括设置于待测轴系部件上的中间轴表面的预定距离处，用于测量主机的转速传感器。
附图说明
图1为本实用新型实施例中船舶轴系运动在线监测装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中船舶轴系结构简图；
图3为本实用新型实施例中横向位移传感器、垂向位移传感器和纵向位移传感器安装位置示意图；
图4为本实用新型实施例中转速传感器安装位置示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、位移监测模块，2、振动监测模块，3、数据采集模块，4、控制模块，5、横向位移传感器，6、垂向位移传感器，7、纵向位移传感器，8、艉轴，9、可拆联轴器，10、刚性联轴器，11、中间轴，12、齿轮箱，13、振动位移传感器，14、转速传感器，15、主机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
一种船舶轴系运动在线监测装置,包括：位移监测模块1、振动监测模块2、数据采集模块3和控制模块4；
所述位移监测模块1设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于监测待测轴系部件的三向位移并产生三相位移信号；
所述振动监测模块2设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于检测待测轴系部件的振动状态并产生振动信号；
所述数据采集模块3，用于对三相位移信号及振动信号进行采样及AD转换；
所述控制模块4，用于对经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号进行数据分析，得到待测轴系部件的运动状态参数。
所述位移监测模块1包括四组位移传感器，每组位移传感器分别设置于待测轴系部件的一个监测面上，用于测量每个监测面的三向位移。
四个所述监测面分别设置于所述待测轴系部件的艉轴8上靠近可拆联轴器9的一侧、艉轴8上靠近刚性联轴器10的一侧、中间轴11上靠近刚性联轴器的一侧及中间轴上齿轮箱12。
每个所述位移传感器组均包括一个横向位移传感器5、一个垂向位移传感器6和一个纵向位移传感器7。
所述振动监测模块2包括振动位移传感器13，所述振动位移传感器13设置于中间轴11或艉轴8上。
所述数据采集模块3通过USB接口将经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号传送给控制模块4。
还包括设置于待测轴系部件上的中间轴表面的预定距离处，用于测量主机15的转速传感器14。
本实施例中的转速传感器14安装于距中间轴11表面一定距离处，用于测量主机15转速；横向位移传感器5安装在中间轴11中心水平面外侧距轴表面切面一定距离处，用于获取横向位移信号：横向位移X；垂向位移传感器6安装在中间轴11正上方距轴表面切面一定距离处，用于获取垂向位移信号：垂向位移Y；纵向位移传感器7安装在距刚性联轴器10端面一定距离处，用于获取纵向位移信号：纵向位移Z；多通道数据采集盒(即数据采集模块3)通过位移监测模块中的各个传感器对船舶轴系三向位移信号和速度信号进行采样、保持，并送入A/D转换器变成数字信号，最终通过以太网接口或者RS232、USB等接口送给上位机，固定于机舱稳定空间处；USB接口为数据采集盒与PC机相连的数据传输接口；PC机(即控制模块4)，集数据记录和存储模块、数据处理模块、数据显示与一体，固定安装于机舱集控室；
具体的工作流程为：分别在船舶艉轴和中间轴11上安装横向位移传感器5、垂向位移传感器6、转速传感器14和振动位移传感器13，在刚性联轴器10上安装纵向位移传感器7；其次，初始化，在PC终端处理器中设置系统参数，设置电涡流位移传感器的灵敏度；再次，轴系初始状态检测，通过手动或者其他方式对船舶主推进系统进行盘车，不少于2圈，检测、显示和记录轴系初始状态；接着，待测轴转动使得待测轴轴线产生运动，固定在待测轴表面上的电涡流位移传感器将位移信号转化为电信号，并将电信号传送至NI USB-6212信号采集卡中；然后，数据采集盒3对接收到的电压信号，通过放大器使信号电压升高，然后通过A/D转换器将模拟信号处理为二进制数字信号,最后经TTL电平模块的I/O端口将二进制数字信号通过USB接口传输至PC终端处理器；最后，PC终端处理器利用接收到的二进制数字信号数据以及初始化设置的系统数据进行数据分析，得到各船舶轴系运动状态参数在特定转速下的频谱分析图、时域分析图以及轴心轨迹图。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，包括：位移监测模块(1)、振动监测模块(2)、数据采集模块(3)和控制模块(4)；
所述位移监测模块(1)设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于监测待测轴系部件的三向位移并产生三相位移信号；
所述振动监测模块(2)设置于所述船舶的待测轴系部件上，用于检测待测轴系部件的振动状态并产生振动信号；
所述数据采集模块(3)，用于对三相位移信号及振动信号进行采样及AD转换；
所述控制模块(4)，用于对经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号进行数据分析，得到待测轴系部件的运动状态参数。
2.根据权利要求1所述的船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，所述位移监测模块(1)包括四组位移传感器，每组位移传感器分别设置于待测轴系部件的一个监测面上，用于测量每个监测面的三向位移。
3.根据权利要求2所述的船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，四个所述监测面分别设置于所述待测轴系部件的艉轴(8)上靠近可拆联轴器(9)的一侧、艉轴(8)上靠近刚性联轴器(10)的一侧、中间轴(11)上靠近刚性联轴器的一侧及中间轴上齿轮箱(12)。
4.根据权利要求2至3任一所述的船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，每个所述位移传感器组均包括一个横向位移传感器(5)、一个垂向位移传感器(6)和一个纵向位移传感器(7)。
5.根据权利要求1所述的船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，所述振动监测模块(2)包括振动位移传感器(13)，所述振动位移传感器(13)设置于中间轴(11)或艉轴(8)上。
6.根据权利要求1所述的船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，所述数据采集模块(3)通过USB接口、RS232接口或者以太网接口将经过采样及AD转换后的三相位移信号及振动信号传送给控制模块(4)。
7.根据权利要求1所述的船舶轴系运动在线监测装置,其特征在于，还包括设置于待测轴系部件上的中间轴表面的预定距离处，用于测量主机(15)的转速传感器(14)。
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| CN201520240433.4U CN204649225U (zh) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 一种船舶轴系运动在线监测装置 |
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