CN213450795U

CN213450795U - 一种活塞式压缩机在线实时监控系统

Info

Publication number: CN213450795U
Application number: CN202022425707.0U
Authority: CN
Inventors: 潘仲高; 张正勇
Original assignee: Chengdu Bolei Chemical Machinery Co ltd
Current assignee: Chengdu Bolei Chemical Machinery Co ltd
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2030-10-27

Abstract

本实用新型涉及压缩机监测领域，目的在于提供一种能快速准确判断出压缩机出现的故障，确保压缩机的安全运行的活塞式压缩机在线实时监控系统。采用的技术方案为：一种活塞式压缩机在线实时监控系统，包括振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机，所述振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元和转速检测单元的输出端均与所述数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连。

Description

一种活塞式压缩机在线实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及压缩机监测领域，具体涉及一种活塞式压缩机在线实时监控系统。

背景技术

目前活塞式压缩机均采用的是传统监控系统，当监控的运行参数异常时，能自动报警或联锁停机。如：设置有主电机低压及过流联锁停机；设置有循环油压低报警、超低联锁停机；设置有主轴瓦及电机轴瓦温度(或有电机定子、转子温度)高报警、超高联锁停机；设置有一级进气压力低报警、超低联锁停机；设置有末级排气压力高报警、超高联锁停机；设置有各级排气温度高报警；设置有进水总管进水压力低报警。另外，在现场仪表架和压缩机相应部件上还设有现场压力表、温度计、安全阀等。以上这些安全保护系统，加上现场操作工人的严密监视，可以一定程度上保证压缩机的安全运行。

但活塞式压缩机突发较大故障时(如：连杆断、十字头销断、活塞杆断、缸套断裂、较大异物掉入气缸等)，被传统监控系统监控的温度、压力、电流等参数一般要等几分钟以后才有可能超标。等到参数超标导致自动停机时，压缩机往往已遭到了严重损坏，甚至已经发生了较大事故。因此，实际上压缩机使用单位一般都是靠现场人员紧急停机。而实践证明，人工停机时，从判断故障到认定故障再到紧急停机，一般至少要几分钟时间，因此也不能防止压缩机受损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种活塞式压缩机在线实时监控系统，该系统能快速准确判断出压缩机出现的故障，确保压缩机的安全运行。

为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种活塞式压缩机在线实时监控系统，包括振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机，所述振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元和转速检测单元的输出端均与所述数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连。

优选的，所述振动检测单元包括多个振动传感器、第一运算放大器和第一滤波电路，所述振动传感器的输出端与第一运算放大器的输入端相连，所述第一运算放大器的输出端与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路的输出端与数据采集卡的输入端相连。

优选的，所述噪声检测单元包括多个声学传感器、第二运算放大器和第二滤波电路，所述声学传感器的输出端与第二运算放大器的输入端相连，所述第二运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端与数据采集卡的输入端相连。

优选的，所述位移检测单元包括多个第一电涡流传感器、第一采样电路、第三运算放大器和第三滤波电路，所述第一电涡流传感器的输出端与第一采样电路的采样端相连，所述第一采样电路的输出端与第三运算放大器的输入端相连，所述第三运算放大器的输出端与第三滤波电路的输入端相连，所述第三滤波电路的输出端与数据采集卡相连。

优选的，所述温度检测单元包括多个温度传感器、第二采样电路、第四运算放大器和第四滤波电路，所温度传感器的输出端与第二采样电路的采样端相连，所述第二采样电路的输出端与第四运算放大器的输入端相连，所述第四运算放大器的输出端与第四滤波电路的输入端相连，所述第四滤波电路的输出端与数据采集卡相连。

优选的，所述转速检测单元包括第二电涡流传感器、第三采样电路、第五运算放大器和反向器，所述第二电涡流传感器的输出端与第三采样电路的采样相连，所述第三采样电路的输出端与第五运算放大器输入端相连，所述第五运算放大器的输出端与方向器的输入端相连，所述方向器的输出端与数据采集卡相连。

优选的，还包括电源电路，所述电源电路为振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机提供工作电源。

优选的，还包括声光报警电路，所述声光报警电路与工控机相连。

本实用新型的有益效果集中体现在：本实用新型的监控系统能快速准确判断出压缩机出现的故障，确保压缩机的安全运行；具体来讲，振动检测单元能及时准确检测出因压缩机故障而使曲轴箱、滑道、缸体等相关部位的异常振动；噪声检测单元能准确检测压缩机出现故障时产生噪声，同时结合压缩机的温度、转速、跳变位移等信息，能够快速、准确判断出压缩机出现故障，工控机能快速发出停机和报警信号来应对压缩机的突发较大故障，避免压缩机受到损坏，提升了压缩机运行的安全系数和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型监控系统电路框图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种活塞式压缩机在线实时监控系统，包括振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机，所述振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元和转速检测单元的输出端均与所述数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连；其中：

所述振动检测单元用于检测活塞式压缩机出现连杆断、十字头销断、活塞杆断、缸套断裂、较大异物掉入气缸等突发较大故障而产生的振动量。具体的，振动检测单元包括多个振动传感器、第一运算放大器和第一滤波电路，在本实施例中振动传感器包括低频速度型和高频加速度型，其中低频速度型振动传感器的型号为TRLS-9-L-01-02-00-02，测量位移量程：0-1MM，24V供电，4—20mA输出，频率范围：4-80HZ；高频加速度型振动传感器的型号为4650—M005，测量位移量程：0-1MM，24V供电，4—20mA输出，频率范围：4-80HZ；在曲轴箱的盖板上安装一只低频速度型振动传感器，监测曲轴箱的实时振动量。在每列十字头滑道和缸体上各安装一只高频加速度型振动传感器，监测十字头滑道及缸体的实时振动量。

进一步的，所述振动传感器的输出端与第一运算放大器的输入端相连，所述第一运算放大器的输出端与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路的输出端与数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连；因此，低频速度型和高频加速度型的振动传感器将检测到振动量转换为电流信号输出至第一运算放大器进行隔直放大处理；接着输入到第一滤波电路中进行滤波处理，抑制干扰信号；第一滤波电路输出的信号通过数据采集卡上传至工控机，工控机进行判断压缩机出现突发异常振动。

进一步的，位移检测单元包括多个第一电涡流传感器、第一采样电路、第三运算放大器和第三滤波电路，在本实施例中第一电涡流传感器的型号为CWY-DO-811104-00-05-10-01，量程：0-4MM，+24V供电，4～20mA电流输出；在曲轴轴伸端靠近主轴瓦处特制的安装支架上，安装2只成90度分布的第一电涡流传感器，监测曲轴的实时振动量；在每列填料法兰上特制的安装支架上，安装2只成90度分布的第一电涡流传感器，监测活塞杆的实时跳动量；第一采样电路可以为采样电阻，将第一涡流传感器输出的电流信号转换为电压信号。

进一步的，所述第一电涡流传感器的输出端与第一采样电路的采样端相连，所述第一采样电路的输出端与第三运算放大器的输入端相连，所述第三运算放大器的输出端与第三滤波电路的输入端相连，所述第三滤波电路的输出端与数据采集卡相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连；因此，第一涡流传感器将检测到振动量转换为电流信号，采样电路将电流信号转换为电压信号输出至第三运算放大器进行隔直放大处理；接着输入到第三滤波电路中进行滤波处理，抑制干扰信号；第三滤波电路输出的信号通过数据采集卡上传至工控机，工控机进行判断压缩机出现突发异常振动。

进一步的，噪声检测单元包括多个声学传感器、第二运算放大器和第二滤波电路，声学传感器的型号可采用378B02 1/2”(at 0℃incidence)Free-Field、CRY2110或BR-ZS，在曲轴箱、滑动、缸体等位置各安装一个声学传感器，实时监测活塞式压缩机的曲轴箱、滑动和缸体内产生的声音信息，所述声学传感器的输出端与第二运算放大器的输入端相连，所述第二运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端与数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连。因此，声学传感器将检测到声音信号转换为电流信号，并输出至第二运算放大器进行隔直放大处理；接着输入到第二滤波电路中进行滤波处理，抑制干扰信号；第二滤波电路输出的信号通过数据采集卡上传至工控机，工控机进行判断压缩机出现突发异常响声；监测声音指标超标时可报警或停机，确保压缩机安全运行。

进一步的，温度检测单元包括多个温度传感器、第二采样电路、第四运算放大器和第四滤波电路，温度传感器安装在气缸、填料区上，实时监测气缸内的进排气温度，可根据温度压缩机的各部件的运行温度情况再结合压缩机的振动、声音等信息，判断压缩机内的气阀、填料内件、活塞内件等部件是否需要更换或维修；第二采样电路可以为点样电阻，将温度传感器输出的电流信号转换为电压信号，所温度传感器的输出端与第二采样电路的采样端相连，所述第二采样电路的输出端与第四运算放大器的输入端相连，所述第四运算放大器的输出端与第四滤波电路的输入端相连，所述第四滤波电路的输出端与数据采集卡相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连。

进一步的，转速检测单元的输出端均与所述数据采集卡的输入端相连，第二电涡流传感器、第三采样电路、第五运算放大器和反向器，第二电涡流传感器安装在联轴器上，用于实时监测曲轴的转速，所述第二电涡流传感器的输出端与第三采样电路的采样相连，所述第三采样电路的输出端与第五运算放大器输入端相连，所述第五运算放大器的输出端与方向器的输入端相连，所述方向器的输出端与数据采集卡相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连。

进一步的，还包括电源电路和声光报警电路，电源电路的输入电压为24V，电输电压为5V和2.5V，所述电源电路为振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机提供工作电源，所述声光报警电路与工控机相连，本实施例中，通过实时监测压缩机的振动、位移跳变、声音、温度、转速等信息，并进行结合判断，能够快速、准确判断出压缩机出现故障，工控机能快速发出停机和报警信号来应对压缩机的突发较大故障，避免压缩机受到损坏，提升了压缩机运行的安全系数和可靠性。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

Claims

1.一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：包括振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机，所述振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元和转速检测单元的输出端均与所述数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与工控机的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：所述振动检测单元包括多个振动传感器、第一运算放大器和第一滤波电路，所述振动传感器的输出端与第一运算放大器的输入端相连，所述第一运算放大器的输出端与第一滤波电路相连，所述第一滤波电路的输出端与数据采集卡的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：所述噪声检测单元包括多个声学传感器、第二运算放大器和第二滤波电路，所述声学传感器的输出端与第二运算放大器的输入端相连，所述第二运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端与数据采集卡的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：所述位移检测单元包括多个第一电涡流传感器、第一采样电路、第三运算放大器和第三滤波电路，所述第一电涡流传感器的输出端与第一采样电路的采样端相连，所述第一采样电路的输出端与第三运算放大器的输入端相连，所述第三运算放大器的输出端与第三滤波电路的输入端相连，所述第三滤波电路的输出端与数据采集卡相连。

5.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：所述温度检测单元包括多个温度传感器、第二采样电路、第四运算放大器和第四滤波电路，所温度传感器的输出端与第二采样电路的采样端相连，所述第二采样电路的输出端与第四运算放大器的输入端相连，所述第四运算放大器的输出端与第四滤波电路的输入端相连，所述第四滤波电路的输出端与数据采集卡相连。

6.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：所述转速检测单元包括第二电涡流传感器、第三采样电路、第五运算放大器和反向器，所述第二电涡流传感器的输出端与第三采样电路的采样相连，所述第三采样电路的输出端与第五运算放大器输入端相连，所述第五运算放大器的输出端与方向器的输入端相连，所述方向器的输出端与数据采集卡相连。

7.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：还包括电源电路，所述电源电路为振动检测单元、位移检测单元、噪声检测单元、温度检测单元、转速检测单元、数据采集卡和工控机提供工作电源。

8.根据权利要求1所述的一种活塞式压缩机在线实时监控系统，其特征在于：还包括声光报警电路，所述声光报警电路与工控机相连。