CN208688824U

CN208688824U - 一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置

Info

Publication number: CN208688824U
Application number: CN201821344484.1U
Authority: CN
Inventors: 林水泉; 黎善斌; 张清华; 吕运容; 段志宏; 胡勤
Original assignee: Guangdong University of Petrochemical Technology
Current assignee: Guangdong University of Petrochemical Technology
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2028-08-21

Abstract

本实用新型具体涉及一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，包括底座，底座上分别安装启动控制器、电动机、弹性联轴器、扭力传感器、变速箱、可调式联轴器、空气压缩机、声发射采集器、无线传感采集器；启动控制器与电动机连接并使电动机启动或停止；电动机与扭力传感器相连，电动机与扭力传感器之间利用弹性联轴器连接；扭力传感器通过弹性联轴器与变速箱相连；变速箱与空气压缩机相连，且变速箱、空气压缩机之间通过可调式联轴器进行连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器三者对石化旋转机组的实时监测，从而确保了机组运行的安全性与可靠性。

Description

一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，属于机械旋转设备的故障诊断领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，旋转机械设备在各行各业中运用十分广泛，尤其在石化行业中起到举足轻重的作用。目前，石化旋转设备日益趋向于高速化、自动化及大型化发展，其结构与组成也变得越来越复杂，且设备与设备之间相互联系十分密切。一旦旋转设备发生故障，若不能及时进行故障信息采集、故障诊断与修复，不但影响到企业的正常运作，造成企业的停产；而且严重时可能会出现危及人类的安全事故。然而，虽然国内外针对石化机组的信息采集和故障诊断技术方法很多，但由于石化机组所处的环境比较特殊，现场影响的因素很多，且具有不确定性等特点，对故障诊断的准确率、及时性等造成很大的影响。因此，开展对石化旋转设备故障信息采集和诊断很重要也很有必要。

实用新型内容

针对上述石化设备存在的故障诊断问题，本实用新型提供一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，对石化机组进行综合的实时采集、监测与诊断，提高了其故障诊断的准确性，确保了其运行的安全性、可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，包括底座，其特征在于，底座上分别安装启动控制器、电动机、弹性联轴器、扭力传感器、变速箱、可调式联轴器、空气压缩机；还包括在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器的一种或几种；变速箱上设有X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器、Z轴加速度传感器，X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器、Z轴加速度传感器均为在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器的组成组分；启动控制器与电动机连接并使电动机启动或停止；电动机与扭力传感器相连，且电动机与扭力传感器之间利用弹性联轴器连接；所述的扭力传感器通过弹性联轴器与变速箱相连；所述的变速箱与空气压缩机相连，且变速箱、空气压缩机之间通过可调式联轴器连接。

底座上还安装有故障监测与诊断装置或控制器，在线故障诊断采集器和/或声发射采集器和/或无线传感采集器所采集的信号传递至故障监测与诊断装置或控制器。

所述在线故障诊断采集器包括在线显示器、服务器、采集器、前置信号处理器；变速箱上安装的第一X轴加速度传感器、第一Y轴加速度传感器、第一Z轴加速度传感器通过电缆传输信号线与前置信号处理器连接；采集器与前置信号处理器相连，从而获取机组的振动信号；服务器与采集器相连，经过服务器对数据进行接收后，将其在线检测结果显示在在线显示器上。

所述声发射采集器包括声发射显示器、多通道数字化声发射装置、传感器、前置放大器、同轴电缆；在变速箱上安装的第二X轴加速度传感器、第二Y轴加速度传感器、第二Z轴加速度传感器组成前述的传感器，第二X轴加速度传感器、第二Y轴加速度传感器、第二Z轴加速度传感器分别与前置放大器相连；前置放大器通过同轴电缆与多通道数字化声发射装置相连接；最终通过多通道数字化声发射装置处理，将实时得到石化机组的实时振动信号显示在声发射显示器上。

所述无线传感采集器包括无线传感系统和无线显示器以及在变速箱上安装的第三X轴无线加速度传感器（其为X轴加速度传感器的一种）、第三Y轴无线加速度传感器、第三Z轴无线加速度传感器，在无线传感系统插入接收网关，可接收无线传感器的振动信号，从而将旋转石化机组的实时运行状态显示在无线显示器上。

启动控制器、电动机、弹性联轴器、扭力传感器、变速箱、可调式联轴器、空气压缩机、声发射采集器、无线传感采集器、在线故障诊断采集器分别通过基座固定于底座上，且底座上开有六条平衡的T型槽，利用T型螺栓将底座与各个基座固定在一起。

具体地，一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，包括：启动控制器、电动机、弹性联轴器、扭力传器、变速箱、可调式联轴器、空气压缩机、在线诊断采集系统、在线显示器、服务器、采集器、前置信号处理器、声发射采集器、声发射显示器、多通道数字化声发射装置、无线传感采集器、无线显示器、无线传感系统、故障监测与诊断装置、故障诊断显示器、数据处理器、控制按钮、基座、底座。

所述启动控制器与电动机相连，且分别经过基座固定在底座上，通过启动控制器对电机进行启动与停止，从而控制石化旋转机组的启动与停止。

所述电动机与扭力传感器相连，分别通过基座固定在底座上，且它们间利用弹性联轴器进行连接，其适应各种偏差和精确传递扭矩。

所述的扭力传感器也通过弹性联轴器与变速箱相连，且依次通过基座固定在底座上。

所述的变速箱与空气压缩机相连，依次利用基座固定在底座上，且它们间通过可调式联轴器进行连接，可根据工作需要或实验需求，对其联轴器进行调节，从而分别得到旋转机组运行的动态信息。

所述在线故障诊断采集器通过基座固定在底座上，且通过电缆传输信号线与变速箱相连接，直接获取石化机组的实时振动信号。

所述声发射采集器通过基座固定在底座上，且通过同轴电缆线与变速箱相连接，可实时得到石化机组的实时振动信号。

所述无线传感采集器通过基座固定在底座上，通过在变速箱上安装传感器器，与其进行无线连接，实时获取石化机组的实时振动信号。

所述的故障监测与诊断装置通过基座固定在底座上，且分别与在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器相连接，对三者采集器获取的振动数据进行后处理与信息融合，从而在故障诊断显示器上得到石化旋转设备的综合实时运行状态。

所述的基座全部固定在底座上，底座上分别开有六条平衡的T型槽，利用T型螺栓将底座与基座固定在一起，从而便于安装与拆卸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器三者对石化旋转机组的实时监测，从而确保了机组运行的安全性与可靠性。

2、解决了单一故障诊断存在的缺陷性，通过多种故障诊断数据融合方法，取长补短，从而提高了机组故障诊断的准确性。

附图说明

图1为本实用新型所述一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置的结构示意图；

图中：1、启动控制器；1-1、第一基座；2、电动机；2-1、第二基座；3、弹性联轴器；4、扭力传感器；4-1、第三基座；5、变速箱；5-1、第四基座；6、可调式联轴器；7、空气压缩机；7-1、第五基座；8、在线故障诊断采集器；8-1、在线显示器；8-2、服务器；8-3、采集器；8-4、前置信号处理器；8-5、第六基座；9、声发射采集器；9-1、声发射显示器；9-2、多通道数字化声发射装置；9-3、第七基座；10、无线传感采集器；10-1、无线显示器；10-2、无线传感系统；10-3、第八基座；11、故障监测与诊断装置；11-1、故障诊断显示器；11-2、数据处理器；11-3、控制按钮；11-4、第九基座；12、底座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

广东省石化装备工程技术研究中心开放基金项目(2017JJ517010)；广东石油化工学院科研基金项目（2017qn41）；茂名市科技计划广东石油化工学院、茂名职业技术学院专项资金项目(MM2017000005)；茂名市石油化工自动化工程技术研究开发中心开放基金项目（702/517013）中涉及一种面向石化旋转设备故障诊断装置，结合图1进行说明，一种面向石化旋转设备故障信息采集或诊断装置，包括底座12，底座上分别安装启动控制器1、电动机2、弹性联轴器3、扭力传感器4、变速箱5、可调式联轴器6、空气压缩机7、声发射采集器9、无线传感采集器10。在另一个实施例中，底座上还安装有在线故障诊断采集器8。在其它实施例中，底座上还安装有故障监测与诊断装置11。

如图1所示，所述启动控制器1与电动机2相连，且启动控制器1、电动机2分别经过第一基座1-1、底座2-1固定在底座12上，通过启动控制器1使电动机2启动与停止，从而控制石化旋转机组的启动与停止。启动控制器1为现有技术，电动机2的厂家型号为：YP-50-11-2，具体参数为——额定功率11kw;额定电压380V;额定电流24.8A;额定转速为：0~3000r/min；电机磁极数为2P；编号为：M7123-301。

所述电动机2与扭力传感器4相连，电动机2、扭力传感器4分别通过第二基座2-1、第三基座4-1固定在底座12上，且电动机2与扭力传感器4之间利用弹性联轴器3进行连接，其适应各种偏差和精确传递扭矩。扭力传感器的型号为：GB-DTS-M，具体参数为——大齿轮齿数为29个；小齿轮齿数为23个；转速范围0~3000r/min；温度系数-0.027%/°C。

所述的扭力传感器4也通过弹性联轴器3与变速箱5相连，且扭力传感器4、变速箱5分别通过第三基座4-1、第四基座5-1固定在底座12上。

所述的变速箱5与空气压缩机7相连，变速箱5、空气压缩机7分别通过第四基座5-1、第五基座7-1固定在底座12上，且变速箱5、空气压缩机7之间通过可调式联轴器6进行连接，可根据工作需要或实验需求，对可调式联轴器6进行调节，从而分别得到旋转机组运行的动态信息。

所述在线故障诊断采集器8通过第六基座8-5固定在底座12上，其主要包括在线显示器8-1、服务器8-2、采集器8-3、前置信号处理器8-4。本实用新型装置主要在变速箱5上分别安装第一X轴加速度传感器、第一Y轴加速度传感器、第一Z轴加速度传感器，3个加速度传感器通过电缆传输信号线均与前置信号处理器8-4相连接；前置信号处理器8-4连接采集器8-3；且其加速度传感器型号为VE101-1D，灵敏度为4mv/mm/sec(±10%),量程为1270mm/sec，频率范围为：2.0——4500Hz(±10%),谐振频率：23kHz，壳体材料：316不锈钢，安装螺纹：1/4-28。此外，采集器8-3与前置信号处理器8-4相连，从而获取机组的振动信号；3个加速度传感器采集的数据先进入前置信号处理器8-4，再进入采集器8-3，然后进入服务器；服务器8-2与采集器8-3相连，经过服务器对数据进行接收和/或处理后，将其在线检测结果显示在在线显示器8-1上，最终可得到石化旋转设备在线故障诊断的实时数据。前置信号处理器8-4型号为：SOC-G-AD；服务器型号为：powerEdgeT1101;采集器型号为：Intel Xeon E3-1220(4核/3.1Ghz)。

所述声发射采集器9通过第七基座9-3固定在底座12上，其主要包括声发射显示器9-1、多通道数字化声发射装置9-2、传感器、前置放大器、同轴电缆、磁铁。本实用新型装置主要在变速箱5上对其也分别安装第二X轴加速度传感器、第二Y轴加速度传感器、第二Z轴加速度传感器（组成前述的传感器），首先通过在变速箱5上均匀涂上高空硅脂层；接着利用磁座（由磁铁组成）分别对三个传感器进行固定，并将三个传感器分别与前置放大器相连；然后前置放大器通过同轴电缆与多通道数字化声发射装置9-2相连接；最终通过多通道数字化声发射装置9-2处理，将其实时得到石化机组的实时振动信号显示在声发射显示器9-1上。其中，本实用新型中采用的声发射采集器参数为：传感器型号为：WD，系统采样频率区间为：100-3MkHz，前置放大参数为：40db，数据采集卡为：PCI-8，同轴电缆传输线为：Coaxialcable，滤波区间为：1-400kHz,PDT:200us，HDT:800us，HLT:1000us。多通道数字化声发射装置9-2型号为：SAMOS，其厂家为美国物理声学PAC公司。

所述无线传感采集器10通过第八基座10-3固定在底座12上，通过在变速箱5上安装第三X轴无线加速度传感器、第三Y轴无线加速度传感器、第三Z轴无线加速度传感器（用于采集无线传感信号），通过在无线传感系统10-2插入接收网关，并打开BeeData计算机采集处理软件（其为现有技术），那么便可接收无线传感器的振动信号，从而将旋转石化机组的实时运行状态显示在无线显示器10-1上(无线传感系统10-2包括安装有BeeData计算机采集处理模块的计算机、接收网关，接收网关插在计算机上)。计算机连接所述的无线显示器10-1。本实用新型装置中无线加速度传感参数如下：型号为：A104（外置天线），量程范围：±2.0g，通道数：单轴，频率响应（-3dB）:0-200Hz，宽带分辨率（0.1Hz-1KHz）:7ug/Hz，幅值线性度：±1%，A/D分辨率：24bit，采样率：2000点/S，同步精度：1ms，无线射频频率：2.4GDSSS，空中最大数据传输率：250K bps，灵敏度温度漂移：±100ppmFS/°C，网络协议：IEEE802.15.4，支持节点数：65535，外壳：PPS塑料。无线加速度传感器型号为：A104（厂家为北京必创科技有限公司）。

所述的故障监测与诊断装置11通过第九基座11-4固定在底座12上，且分别与在线故障诊断采集器8、声发射采集器9、无线传感采集器10相连接，对三者采集器获取的振动数据在数据处理器11-2中进行后处理与信息融合，从而在故障诊断显示器11-1上得到石化旋转设备的综合实时运行状态。本实用新型装置可根据各自参数的范围与需要，设置相同的参数进行数据采集，例如：采样周期、采样点数、采样频率等，从而提高本装置故障诊断的准确性。此外，故障监测与诊断装置11可以替换为控制器，该控制器为现有技术，控制器用于接收三个采集器的任意一个或几个采集的信号并传输到显示器进行显示，在显示器上，可由人工判断三种采集器的结果是否统一，防止某个采集器损坏导致的监测结果不准确，以提高故障检测准确率。

所述的基座全部固定在底座12上，底座12上分别开有八条平衡的T型槽，利用T型螺栓将底座12与各个基座固定在一起，从而便于安装与拆卸。此外，底座12还设置有排油孔，底座12下面设置有沥青底面，可起到很好的吸油与减震作用，为本实用新型装置安全、可靠地运行打下铺垫。

本实用新型用于保护各硬件组成的连接关系，并未对软件部分进行任何改进，使用的模块均为现有技术。

本实用新型所述的实例是对本实用新型的说明而不能限制本实用新型，在与本实用新型相当的含义和范围内的任何改变和调整，都应认为是在本实用新型的范围内。

Claims

1.一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，包括底座，其特征在于，底座上分别安装启动控制器、电动机、弹性联轴器、扭力传感器、变速箱、可调式联轴器、空气压缩机；还包括在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器的一种或几种；变速箱上设有X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器、Z轴加速度传感器，X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器、Z轴加速度传感器均为在线故障诊断采集器、声发射采集器、无线传感采集器的组成组分；启动控制器与电动机连接并使电动机启动或停止；电动机与扭力传感器相连，且电动机与扭力传感器之间利用弹性联轴器连接；所述的扭力传感器通过弹性联轴器与变速箱相连；所述的变速箱与空气压缩机相连，且变速箱、空气压缩机之间通过可调式联轴器连接。

2.根据权利要求1所述的一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，其特征在于，底座上还安装有故障监测与诊断装置或控制器，在线故障诊断采集器和/或声发射采集器和/或无线传感采集器所采集的信号传递至故障监测与诊断装置或控制器。

3.根据权利要求1所述的一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，其特征在于，所述在线故障诊断采集器包括在线显示器、服务器、采集器、前置信号处理器；变速箱上安装的第一X轴加速度传感器、第一Y轴加速度传感器、第一Z轴加速度传感器通过电缆传输信号线与前置信号处理器连接；采集器与前置信号处理器相连，从而获取机组的振动信号；服务器与采集器相连，经过服务器对数据进行接收后，将其在线检测结果显示在在线显示器上。

4.根据权利要求1所述的一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，其特征在于，所述声发射采集器包括声发射显示器、多通道数字化声发射装置、传感器、前置放大器、同轴电缆；在变速箱上安装的第二X轴加速度传感器、第二Y轴加速度传感器、第二Z轴加速度传感器组成前述的传感器，第二X轴加速度传感器、第二Y轴加速度传感器、第二Z轴加速度传感器分别与前置放大器相连；前置放大器通过同轴电缆与多通道数字化声发射装置相连接；最终通过多通道数字化声发射装置处理，将实时得到石化机组的实时振动信号显示在声发射显示器上。

5.根据权利要求1所述的一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，其特征在于，所述无线传感采集器包括无线传感系统和无线显示器以及在变速箱上安装的第三X轴无线加速度传感器、第三Y轴无线加速度传感器、第三Z轴无线加速度传感器，在无线传感系统插入接收网关，可接收无线传感器的振动信号，从而将旋转石化机组的实时运行状态显示在无线显示器上。

6.根据权利要求1所述的一种面向石化旋转设备故障信息采集与诊断装置，其特征在于，启动控制器、电动机、弹性联轴器、扭力传感器、变速箱、可调式联轴器、空气压缩机、声发射采集器、无线传感采集器、在线故障诊断采集器分别通过基座固定于底座上，且底座上开有六条平衡的T型槽，利用T型螺栓将底座与各个基座固定在一起。