振动监测范文

振动监测篇1

关键词：基坑爆破工程爆破振动监测控制

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

爆破振动是基坑工程爆破的主要危害之一。为保证爆破时场区周边建筑物等的安全，对爆破的振动效应进行监测和控制是必要的。爆破振动实地监测是掌握现场爆破环境条件和施工条件下爆破振动波变化规律的有效手段。以青岛某基坑爆破工程为例，进行爆破振动实测，通过对爆破振动速度、主振频率和爆破振动安全判据综合分析，提出后续爆破中降低爆破振动效应需采取的技术措施和指导性结论。

1 工程概述

工程场区位于青岛市繁华地段，紧邻南北主干道山东路和市政府。基坑工程安全等级为一级，开挖深度13.5～30.6m，支护边坡长度约1520m。依据地质勘察资料，基坑周边的地层从上而下大致为素填土、杂填土、粉质粘土、粗砂、强风化带、中等风化带，内部基底地质条件较好，暴露出花岗岩，岩体属较完整的坚硬岩，基本质量等级为Ⅱ至Ⅲ级。在基坑开挖过程中需进行爆破施工，周边环境复杂，建筑物较多，东侧为香榭丽舍商务酒店，南侧为香格里拉大饭店，西侧为北海宾馆，为了保证周边建筑物等的安全和开挖工程的顺利进行，须实时监控爆破施工，进行爆破振动监测与分析。

2 爆破振动监测项目及监测方法

2.1振动监测仪器

本次爆破振动监测采用NUBOX-6016型振动测试仪，测量精度≤0.3%，测振范围为±300毫米/秒。当爆破振动波传递到测点时，速度传感器把测点的信号采集转换成电信号并传递给NUBOX-6016型振动测试仪，与计算机进行数模转换后将结果输入到电脑进行分析和存储。

2.2测点的布置

根据本基坑工程资料，在基坑东侧的香榭丽舍商务酒店设监测点1个，布设在建筑物地面基础上，爆破点距监测点距离约44.0米，高差约10.0米；南侧的香格里拉大饭店设监测点1个，布设在一楼地梁上，爆破点距监测点距离约60.0米；西侧的北海宾馆一楼和二楼各设监测点1个，分别布设在建筑物一楼基础上和建筑物二楼阳台上。

2.3监测仪器的使用

爆破振速监测的主要设备包括智能信号采集处理分析系统、放大器和传感器。在4个监测区域内的建筑物主体结构上，选取离爆破点最近的侧面上埋设传感器，传感器一组包括竖向、切向和径向3个方向。监测前先将传感器与所测建构筑物调整好方向，然后用粘结剂进行粘结，约5-10分钟后凝固，凝固后与现场爆破单位联系沟通，在爆破单位准备起爆前按下爆破监测仪的记录按钮，等记录完成后再按停止按钮，下次起爆重复上述操作，一直待爆破振动监测完成后移开监测设备及传感器。测试时，起爆与测量仪器的同步通过外触发传感器实现，外触发传感器为高灵敏度元件。爆破后得到加速度曲线，曲线进行编号记录。

2.4反映爆破振动强度的参量

爆破振动判据受到许多因素的影响，目前尚无统一的认识，不同的试验研究提出不同的判据，如速度、加速度、位移、能量比、频率和折算距离等。根据《爆破安全规程》，本次爆破振动判据采用保护对象的质点最大振速和主振频率。

3 监测数据结果与分析

基坑周边建筑物为钢筋混凝土结构房屋，根据《爆破安全规程》，得安全允许标准如表3-1所示。

表3-1爆破振动安全允许标准

保护对象类别 安全允许振速/(cm/s)

钢筋混凝土结构房屋 3.0～4.0 3.5～4.5 4.2～5.0

注：a.表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。

b.频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。

c.选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。

爆破振动安全允许距离，按照萨道夫斯基公式计算，

式中：

R—爆破振动安全允许距离，单位为米；

Q—炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克；

V—保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒；

K、a—与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。可按表3-2选取，或通过现场试验确定。

表3-2 场区不同岩性的K、a值

根据本工程地质条件，场区基底岩石为坚硬岩石，所以爆破振动速度参数选取K值为50，a值为1.3。

本次监测工作在4个监测区共监测了23次爆破，共得到测试数据207个。从中选取5组具有代表性的监测数据进行分析，选出的监测数据如表3-3所示。

表3-3爆破振动代表性监测数据表

从表3-3可以看出，爆破振动速度涉及多个变量，爆破振动有其自身规律，主要特性为：

（1）单响爆破药量是控制质点爆破振动速度的主要因素。如表3-3中的测试数据所示，当单响爆破药量达到45kg时，径向质点振动最大速度为0.177 cm/s，而单段药量在15kg时的径向质点最大振动速度为0.064 cm/s。

（2）质点爆破振动速度还与测点到爆源的距离有关。测试结果表明：在大体相同的单响爆破药量时，测点到爆源的距离越大，则质点振动速度越小。如表3-3中26#与38#的数据比较中，单响药量差不多相同，并且26#药量比38#药量稍多一些，但是26#的爆心距比38#的爆心距多17m，26#的质点最大振动速度就比38#的最大振动速度小很多。

（3）从监测结果中的爆破振动波形图，可得出爆破主要振动波峰处于200ms以内，所以为了避免两次爆破相互叠加，两次爆破的时间间隔尽量大于200ms。

4 结论

从监测数据上看，监测过程中的基坑爆破振动对周边建筑物的影响非常小，监测过程中一直处于安全稳定状态。通过对爆破振动速度、主振频率和爆破振动安全判据综合分析，得出后续爆破中降低爆破振动效应需采取的技术措施和指导性结论：

（1）对爆破振动效应进行实测是掌握爆破振动变化特性的有效技术手段。

（2）质点爆破振动的速度大小与爆破单响最大药量和测点到爆源中心距离密切相关。因此限制爆破的单响用药量是降低爆破振动的关键。

（3）采用微差爆破。采用微差爆破，降低爆破振动效果很好，尤其是微差间隔大于200ms。

（4）采用防震孔和预裂爆破降低爆破振动效果很好，而且还可以减少钻孔量。

（5）本工程场区基底的岩石暴露也是爆破振动效应弱的重要因素。后续的爆破工程尽量有效利用场区的地形来降低爆破振动效应。

参考文献

[1] GB6722-2003,爆破安全规程[S].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 杨文渊.工程爆破常用数据手册[M].北京:人民交通出版社,2002.

[3] 田运生.基坑开挖爆破振动速度的监测和控制[J].有色金属,2004，（6）:35-37.

振动监测篇2

关键词：电力；变压器；振动监测；发展方向

本文以电力变压器振动监测的意义和原理为基础，将当前振动监测的发展状况进行详细的论述，并且结合当前电力变压器整栋监测中存在的问题，提出具有解决措施，对于电力变压器振动监测的实际发展方向进行全面的论述，希望可以起到积极的借鉴意义，促进电力变压器振动监测更好的发展。

1 电力变压器振动监测的意义

针对电力变压器，就是转化一种等级的电压，使其可以变成不同等级的电压，利用电力变压器，可以连接不同电压的电网，其运行状态直接关系到整个电网的运行。变压器在运行的过程中，外界环境因素会发挥很大的影响，会出现很多更多的故障问题，对于变压器的正常工作会受到很大影响，如果不采取有效的修复措施，甚至会引发事故问题。检测变压器的实际工作，可以减少事故的发生，将损失降低到最小。当前我国电力工业的主要发展方向就是大电网、大容量、高电压，电力变压器的单相容量和安装容量也会得到不断地增加，也在不断提高着电压等级，需要更加严格的开展变压器监测。

针对振动监测，这是一种体外的检测，在设备的表面安装整栋传感器，可以对各种振动信号进行有效的获取，经过分析处理，明确信号的特殊的信息，利用具体的诊断方法，明确设备的实际工作状。振动监测的实际安装比较简单，其检测职能也比较灵敏，在线检测的实际过程中，针对电力系统和整个测量系统，都没有电气连接，自身具有安全性和可靠性，将传统方法自身的存在的不足之处进行有效的改进，绕组和铁心在监测的过程中，具有良好的作用。利用振动监测对电力变压器进行监测，电力系统运行的可靠性可以得到有效的提高，促进电力工业的不断发展。

变压器主体发生振动，主要是因为铁心振动和负载电流所引起的绕组振动，这样一来，针对变压器的运行状况，就可以利用振动法进行有效的检测。针对电力变压器的振动和铁心和绕组之间的关系，二者时间具有十分密切的关系，减小了硅钢片的压紧力，或者发生扭曲或者变形的情况，难么硅钢片的电磁力就会不断增大，是铁心的振动不断的增加，使绕组的振动也会相应的得到增加。

2 电力变压器振动监测的发展方向

各个方面对于电力变压器的振动功能监测越来越重视，进行研究和测试，从而积累了经验，深入研究振动法监测电力变压器的灵敏性和可靠性。

（一）当前存在的不足之处

无论是针对铁心监测和绕组状况，振动发的的基础就是对时域和频谱曲线进行比较，比较同一台的电力变压器和同一种型号的变压器，和原始的整栋曲线进行比较，但是并没有针对电力变压器的铁西和绕组故障，没有进一步提出具体的判断依据。测试经验和研究的程度会起到很大的影响，针对我国当前的振动发检测电力变压器，还是处于试验室的研究阶段，在振动曲线上，进一步定位铁心和绕组故障，以及对其故障的类型，需要进一步的进行有效的研究。针对我国当前的电力变压器振动检测，主要还是数学分析以及分析检测数据占主导位置，没有具体的电力变压器的实际模型以及数学模型。这个方面的设计需要得到不断的加强。

（二）提高电力变压器振动监测水平的措施

针对电力变压器原始的铁心和绕组，需要建立出实际的振动数据库，将振动曲线的比较进行充分的应用，针对原始的数据，不仅是对振动数据进行有效的记录，对于当时的检测系统各个部门的装置以及检测软件进行详细的记录，对于具体的振动信号处理方法进行有效的记录，这些方面需要给予高度的关注。

铁心和绕组故障的定位需要得到进一步的加强，对于故障的类型需要得到进一步的判断，将其判断依据进行明确的建立。

将研究的方向和思路进行有效的拓展，针对实际模型还有数学模型的相关设计要不断得到加强。

当今我国的信息处理技术不断的发展，针对铁心和绕组的检测，逐渐开始朝着智能化的方向进行发展，在电力变压器的振动监测过程中开始应用模糊控制和神经网络控制和人工免疫等。随着现代信号处理技术的不断发展，需要逐渐积累测试经验，在振动信号当中，可以提取出更加丰富的信息，这样在智能判断铁心和绕组的过程中，就会具备有利的保证。

结束语：

近些年我国的电力事业不断发展，对于电力变压器的在线振动被给予高度的要求，通过了解和认识国内振动监测，针对其中的不足，提出具体的发展方向，使电网的管理水平得到提升，使事故经济的损失情况不断减小。

参考文献：

[1]王少华，叶自强，梅冰笑. 输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状[J]. 高压电器，2011，04：84-90.

[2]徐晨博，王丰华，黄华，金之俭. 基于IEC 61850的变压器振动监测信息建模与实现[J]. 电力系统自动化，2014，04：60-64.

[3]李莉，朱永利，宋亚奇. 变压器绕组多故障条件下的振动信号特征提取[J]. 电力自动化设备，2014，08：140-146.

[4]李成榕，马国明. 光纤布喇格光栅传感器应用于电气设备监测的研究进展[J]. 中国电机工程学报，2013，12：114-122+193.

振动监测篇3

关键词：压缩机；探头；电涡流传感器；静态曲线；安装试验

中图分类号：TH45 文献标识码：A

1 振动、位移监测系统的组成

振动、位移监测系统一般用于对压缩机轴承磨损状况实施监测与报警，主要由振动、位移检测探头、延长电缆和相应的前置放大器、专用电源及监测仪组成。探头与前置放大器组成传感器，安装于现场，监测仪安装在仪表控制室内，并配备计算机进行画面监控。

2 监测仪表到场后的开箱检验

压缩机机组不论来自哪一个生产厂家，进入施工现场都是汽车运输的，在完成正确的卸车作业及保管后，就要组织业主、监理、施工单位及制造厂家等相关人员进行开箱检验。涉及机械、管道、电气、仪表等专业和技术、供应、采购等部门。开箱检验需在库房内进行，在露天场地开箱时，必须有妥善的防护措施。开箱使用专用工具，并仔细、认真，确保设备及零部件不受损伤。

根据设备装箱单，找出振动、位移监测仪表的包装箱，一般都有专门的木箱或纸箱打包仪表部件。照装箱单核对设备的名称、型号、规格是否与设计相符，并检查包装箱号、箱数及外观包装完好情况；检查随机资料、产品合格证、零部件及专用工具是否齐全，零部件有无明显缺陷。厂家通常把振动、位移的探头、前置放大器、延伸电缆包装完好的放在专用仪表箱内，但也有把前置放大器、延伸电缆存于压缩机本体周边的接线箱中的情形。

检验完成后，将相关仪表设备、部件的防水、防潮层包装进行恢复，交给仪表专业人员保存于安全、稳定的专用库房，并及时做好设备开箱检验记录。

3 单体调试前的准备工作

振动、位移传感器的安装具有严格的技术要求，初始安装位置的确定是关系到监测系统能否正常运行的关键，初始安装间距的数据是建立在试验数据的基础上的。供货商提品技术数据，但是产品到货后、安装前均需进行模拟试验，目的在于取得安装、调试数据和对产品的性能进行检验。现场施工过程中，传感器在安装之前首先将探头和前置放大器进行组合试验，试验的目的有两点，一是寻找最佳动态工作点，二是根据动态工作点确定静态安装间距所对应的电压值。现场首先进行静态试验，绘制静态特性曲线，找到在静止状态下的初始安装间距。

参与振动、位移监测仪表校验的调试人员要持有有效的上岗证书，能够熟练操作校验设备。仪表调试用的标准仪器、仪表能满足现场调试的要求。校验用的标准仪器、仪表必须有有效的检定证书原件或复印件，其基本误差的绝对值，不得超过被校仪器基本误差绝对值1/3。

4 单体校验——静态试验

涡流传感型位移、振动仪表均应作间隙——输出电压特性试验，即静态试验，特殊的以电流信号为输出的传感器则做间隙——电流特性试验，方法和电压试验相同。此处以电压试验进行说明，试验宜用模拟法，试验时探头应与同一位号的延长电缆、前置放大器配套进行。试验按图1所示，将振动、位移探头、前置放大器、测试器TK-3和电压表连接起来。试验器的探头试片材质宜与被测轴的表面材质一致。

1-前置放大器；2-延长电缆；3-探头；4-试片；5-测微仪（千分尺）；6-数字电压表

5 振动、位移传感器探头的安装

安装前检查探头及延长电缆组件完整无损，接头无氧化锈蚀，端部的保护层不应有碰伤或剥落的痕迹，紧固件齐全好用，接线盒无损坏，延伸电缆完整、无短路、无开路，接头无氧化锈蚀，保护层无破损。按照设计图纸或者厂家资料安装前置放大器，敷设延长电缆，连接信号电缆至仪表机柜间的监控系统。信号电缆的屏蔽接地应良好，用500V兆欧表检查线间及对地绝缘电阻应大于5MΩ。监测系统软硬件完好，其电源单元监测指示，报警复位、试验功能正常、零位准确。将探头组成电缆与延伸电缆连接好；延伸电缆接到前置器上；前置器电源端（-24VDC）、公共端（Common）接入-24VDC电源，公共端（Common）、输出端（Output）接入数字电压表。一般本特利3500检测系统将振动、位移检测仪表的初始值定在-10VDC上，其他系统可能要求不同，但都有一个初始值，可以参考厂家资料或咨询服务人员，所以安装探头时要时刻检测输出端电压，将其准确定位在初始电压上，以实现监控电脑画面显示0。

振动和位移探头的安装要与钳工密切配合。安装时使用专用安装工具，注意观察电压表的示值，动作要求缓慢，用力均匀。安装振动探头时，需要钳工盘车检查压缩机轴承的机械量偏移，即用千分表测量轴承的垂直、水平方向的振幅不超过规定数值（如60um）。先用手轻轻转动探头螺纹，观察电压表示数，使其指示电压在-10VDC左右，再用专业工具拧紧螺丝，紧固探头备帽，使其不晃动，重新测量电压，保持-10VDC不变即可，否则重新调整。安装位移探头时，需要钳工配合打串量——即将轴承前后推拉。先将轴承推至一端，用千分表记录当前位移，再将轴承推至另一端，再次记录当前位移，两者的位移之差的绝对值就是轴承的正常位移范围。再将轴承推至两个的位移值的中间位置，此时使用工具轻轻转动探头螺纹，使其指示电压为-10VDC，然后紧固探头备帽，使其不晃动，重新测量电压，保持-10VDC不变即可，否则重新调整，最终使监控画面显示0。探头安装完成后，恢复外部接线和防爆接线盒，套上专用保护套，需要重新测量电压值，要求保持不变，否则重新调整。

振动、位移传感器的系统试验和探头单体校验过程基本一致。系统试验时，做好相应的试验记录。试验后的振动、位移检测仪表，可以用电子清洗剂清洗探头与延长电缆的接头，缠好密封带（聚四氟）后，套上专用保护套，将接头装在预留的直通穿线盒中，以方便日常维护。

参考文献

振动监测篇4

摘要：结晶器是连铸工艺中最重要的部分之一。文章根据结晶器运行数据远程实时监测的要求，设计出了一种基于 GPRS 技术的无线结晶器智能监测系统。此系统充分利用了 GPRS 技术的无线传输、远距离，费用低、体积小等优势，并结合工控软件 LABVIEW 开发出上位机监控界面，实现远程监测结晶器振动状态及运行参数的修改。

振动监测篇5

【关键词】汽轮机组；轨迹识别；滤波；故障诊断

近年来，状态监测和故障诊断技术与系统的研究得到了高速发展。随着电力工业的发展，汽轮发电机组的总装机容量和单机容量都得到了迅速提高，机组轴系也越来越复杂，诱发机组振动的潜在因素也相应增加。振动问题在机组安全运行中的影响越来越大，人们也越来越关注机组振动对于生产安全稳定经济运行的影响。

1.研究意义

结合兰州石化公司动力厂背压发电装置，发电装置的各监控仪器仪表中，没有对整个机组在运行中的振动进行直接的监控。操作人员只能通过机组在运行过程中，对轴瓦的温度监控或是通过机组运行时所产生的声音进行经验性判断。因此，针对汽轮发电机组振动监测的数据采集和预处理做出大胆的设计。

本设计的实施对发电装置的生产运行的意义：

（1）避免汽轮机转子发生重大安全事故而造成的巨大经济损失，保证转子在规定的期间内无故障安全可靠运行。

（2）振动监测诊断系统可及时判断转子是否有故障，并能够迅速查明故障原因、部位、预测故障影响，提高汽轮机转子的维修管理水平，而本文所做的汽轮机发电机组振动监测的数据采集和预处理工作正是振动监测诊断系统的基础。它将对今后的汽轮发电机组进行全面远程监控及自动化改造提供可靠的数据来源。

2.振动信号采集

旋转机械轴系振动信号是以转速为基频的周期信号。在转子系统的振动检测中，需要对振动信号进行整周期采样来避免由于泄露、栅栏等不良效应带来的相位严重失真。传统振动分析方法通过硬件电路锁相倍频法来实现整周期采样，该方法的核心是锁相倍频电路的应用。键相信号经锁相电路倍频后，产生采样脉冲序列，控制采样电路的触发与关闭。该方法的优点在于同步性能好，结合并行采样/保持电路，可自动实现对各个通道振动信号的实时同步采样。但这种方法需要专用的数据采集卡，因此系统硬件成本比较高，开发周期长，且适应能力及硬件升级能力较差。

伪同步采样法充分发挥了通用数据采集卡中数据采集通道资源多的特点，将键相信号与振动信号进行同步采样，对振动信号的整周期截取则在采集后通过数据处理来实现。结合对柔性转子实验系统进行动平衡的实验结果表明：这种伪同步采样方法可有效满足转子振动信号处理对信号采样的要求。

3.振动信号的处理

在机械设备状态监测和故障诊断过程中，传感器的输出信号经采样和 A/D 转换为数字信号送入计算机，这些信号往往要经过预处理才能交付给后面的应用程序。信号的预处理就是除掉原始数据中的无意义而有害的噪声(干扰)，同时加工成便于进行精密分析的信号。信号的预处理方法有：滤波、包络线处理、平均法以及其它很多方法。

3.1汽轮机组振动的滤波

在实际数据采集过程中，由于现场生产车间各种因素的影响，采集的数据不可避免的混有噪声，有时，噪声甚至可以把有用的信息完全淹没。此外，采集的信号经传感器、放大器、A/D 转换板等一系列板卡电路和通道后，又会增加大量的噪声信号。虽然在数据采集电路中都加入了滤波电路，但在最终采集到的数据中仍会残存一些噪声信号。这些噪声的存在将使后续诊断工作出现错误，如造成误报警和误诊断。

3.2数字滤波

一个数字滤波器可以用系数函数表示为：

H(z)=

直接由此式可得出表示输入输出关系的常系数现行差分方程为：

y(n)=aky(n-k)+bkx(n-k)

可以看出，数字滤波器的功能就是把输入序列通过一定的运算变换成输出序列，从而达到改变输入信号中所含频率分量的相对比例或滤除某些频率分量。通常有两种方法实现数字滤波器：一种方法是把滤波器所完成的运算变成程序并让计算机执行，即用计算机软件来实现：另一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现。

3.3轴心轨迹信号频谱分析

在轴心轨迹的测试中，由于轴心轨迹一般都比较复杂，难以分析识别，因此在实际应用中常常需要对轴心轨迹进行提纯。本文采用的方法是让转子的两路振动信号分别通过低通滤波器，然后再进行合成，从而得到提纯的轴心轨迹。在一般情况下，转子振动信号中除包含由不平衡引起的同步振动分量外，还存在亚同步（其频率低于转子转速）分量和高次谐波振动（其振动频率是转子转速的整数倍）分量，使得轴心轨迹形状比较复杂，甚至非常混乱，很难分析。为了克服轴心轨迹分析的这个缺点，采用了频谱分析的原理。频谱分析是将一个振动信号分解为一系列的简谐振动分量，使我们对复杂振动信号的组成情况一目了然，极大地提高了分析转子振动的能力。

3.4轴心轨迹进动方向的识别

轴心轨迹是汽轮发电机组振动状态检测与诊断系统中的一个重要特征，轴心轨迹的自动识别包括形状、进动方向和稳定性 3 个方面。首先整周期采集转子两个相互垂直方向振动位移信号，经拟合得到轴心轨迹图，然后截取某一旋转周期内的采样点，形成平面复杂多边形，利用平面图形的平移旋转变换判断得到轴心轨迹的进动方向。

轴心轨迹进动方向分正进动和反进动，当轴心轨迹的进动方向与旋转方向相同时，就称为正进动；反之称为反进动。轴心轨迹的进动方向即为轴心轨迹上采样点构成的复杂多边形的旋转方向，可利用上述判断各点凹凸性原理的逆向过程来判断此复杂多边形的旋转方向。

由于本论文研究的中心是对汽轮机轴振动信号的采集过程，而要结合汽轮机的振动信号完成频谱分析从而判断振动原因和调节解决振动故障是比较复杂的过程，所以在这对频谱的分析只做简单的轴心轨迹信号频谱分析。

4.总结

本文结合汽轮机情况对振动信号的采集过程做了详细分析研究。

（1）对信号采集过程中常用的伪同步采样过程做了介绍和说明，证明其方法的有效性和可用性。

（2）对振动信号的滤波方法做了介绍和说明，滤波过程在信号分析中有极其重要的意义。

（3）简单的分析了轴心轨迹信号频谱。　[科]

【参考文献】

［1］（波）巴尔卡.J．汽轮发电机组振动分析．华北电力设计院．

［2］张延峰．汽轮机改造技术．中国电力出版社．

［3］张学延．汽轮机轴系振动故障诊断技术．西安热工院．

［4］振动分析案例．中国机械网．

振动监测篇6

关键词：汽轮机，设计

 

1 汽轮机监测保护系统概述

汽轮机热工监视和保护系统以及由其所组成的信号报警系统和保护控制系统，是保护汽轮机安全运行的重要设备。随着机组容量的增大，汽轮机安全监视和保护就显得更加重要，同时对汽轮机的安全监视和保护装置动作的准确性和可靠性也提出了更高的要求。汽轮机振动及监控保护系统是为了监视汽轮机在运行过程中主轴和轴承的振动状况及大轴弯曲而设计的，它由振动监视组件，速度监视组件和偏心监视组件三部分组成，每个部分可由用户的需要提供若干组件，以完成用户需要监视的测点。其中监视振动组件和偏心监视组件配涡流传感器，用来监视主轴的振动状况，涡流传感器的输出信号大小为－4—-20V，它是一个含有直流分量的交流信号，速度监视组件配电磁式传感器，用来监视轴瓦的振动情况。

2 TSI系统的安装调试过程

汽轮发电机组振动的大小直接关系到机组能否安全运行，而对于发电厂来说安全就是最大的经济效益。论文格式。正确地完成TSI系统的现场安装和调试，是保障TSI系统准确测量、正确动作的先决条件。引起机组TSI系统监测数据过大或者不正常的原因有很多，既有设计制造方面的原因，也有运行方面的原因，还有安装和检修等方面的原因。

安装和调试需要进行以下工作：

(1)传感器的安装位置要合理，以求最大限度地反映出机组轴系在此处变化的真实情况。

(2)传感器安装支架的刚性、机加工精度、移动和固定方式等既要满足测量要求，又要便于安装、定位和检修。

(3)对于新购置的传感器，根据条件，可以进行校验，保存原始数据。对原先使用过的传感器，安装前必须进行常规检验，以便做到心中有数。对于线性或频率响应较差的传感器，安装前要进行线性调校，或进行更换。

(4)系统安装前，对各测量模块的各个通道功能要进行常规检验。有条件的可以利用标准信号源进行定量校验。

(5)传感器延长电缆、前置器、测量线路连接要正确、牢固，屏蔽和接地良好。

(6)对于电涡流传感器，最好同与其配对的前置器成套安装。

(7)对有源转速传感器，除注意合理的安装间隙外，更要注意正确的安装方向。

(8)对于轴位移、胀差和缸胀传感器，安装定位时要注意与运行人员习惯的测量指示方向相一致。

(9)传感器准确定位后，可以利用推轴(有条件的情况下)或塞尺对各测量回路进行定性和定量检验。

(10)对测量线路进行自监测功能的检验。

(11)对冗余电源系统进行掉电或切换试验。

(12)正确设置运行、报警和保护参数。

(13)有条件的情况下，可利用模拟信号对整个测量系统进行功能性测试。论文格式。

(14)要详细记录安装调试中所涉及的所有数据并整理存档，以备日后核查。

3.对影响振动的几点分析

安装和检修对机组振动的影响非常大，根据对现场机组振动的经验，现场很多机组的振动过大都是由于安装和检修不当引起的，或者说机组的振动很多时候都是可以通过安装或检修来解决的。在系统的安装和调试过程中，要做到合理准确地安装和定位测量传感器和传感器支架，规范连接测量线路，正确设置运行、报警和保护参数。在整个安装和调试过程中，要记录每1个作业环节，真正做到有据可查、有章可循，确保各个工作环节均正确无误。针对现场情况，下面介绍对机组振动有明显影响的几个方面。

3.1　轴承标高

不管是汽轮机还是发电机转子，其两端都是由轴承支撑的，如果两端的轴承标高不在一个合理的范围内，则两端轴承的负荷分配就不合理。负荷较轻的一边，轴瓦内的油膜形成不好或者根本不能建立油膜，如果这样，极易诱发机组的自激振动包括油膜振动和汽流激振等；负荷较重的一边，轴瓦乌金温度肯定偏高，当轴瓦乌金温度达到一定值时，很容易产生碾瓦现象，从而引发机组的振动。

因此在机组大修或者安装期间，应该根据制造厂家的建议，再结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行认真的调整。因为制造厂家提供的数据是根据机组冷态时的情况再综合一般机组受热后膨胀的情况得出的，由于各台机组的实际情况不尽相同，因此受热后的膨胀也不完全一样，所以必须结合各厂的实际情况对机组轴承标高进行调整。

3.2　机组中心

严格讲，机组中心应包括转子与汽缸或静子的同心度、支撑转子各轴承的标高、轴系连接的同心度和平直度。关于轴承标高对机组振动的影响，前面已经讲到。现重点介绍其他两个方面。

如果转子与汽缸或静子的同心度偏差过大，则可能会引起汽流激振、电磁激振和动静碰磨。若碰磨发生在转轴处，则会使转子发生热弯曲而引起不稳定普通强迫振动。

当联轴器法兰外园与轴颈不同心、联轴器法兰止口或螺栓孔节园不同心、端面飘偏、连接螺丝紧力明显不对称时，不论圆周和端面如何正确，当把连接螺栓拧紧后，都会使连接轴系不同心和不平直，还会使转子产生预载荷。当转子处于旋转状态时，轴系同心度和平直度会直接产生振动的激振力，引起机组的振动。

3.3　轴承自身特性

轴承自身特性对机组振动的影响主要包括轴瓦紧力、顶隙和连接刚度等几个方面。轴瓦紧力和顶隙主要影响轴承的稳定性，如果轴承的稳定性太差，在外界因素的影响下容易使机组振动超标。轴承的连接情况主要对轴承刚度产生影响，若轴承刚度不够，在同样大小的激振力下引起的振动较大，所以必须将轴承各连接螺栓拧紧，在现场经常发现由于连接螺栓未拧紧而引起振动的现象。

3.4滑销系统

不论是汽轮机还是发电机，当机组带负荷受热后都要产生膨胀，而又不能让其自由膨胀，滑销系统就是用于引导机组膨胀的。当由于某种原因使滑销系统卡涩时，机组的膨胀就会受到限制，当机组的膨胀受到限制时就会引起机组较大的振动，严重时以至于不能开机或者引起动静碰磨，从而造成更大的破坏。由于膨胀受到限制而无法开机的现象在现场经常出现，因此在检修和安装期间应该对此引起高度重视。

3.5　动静间隙

汽轮机转子与汽缸和轴封之间以及发电机转子与静子之间都存在间隙。当汽轮机转子与汽缸之间的间隙过大时，汽轮机内效率会降低；当汽轮机与轴封之间的间隙过大时可能引起蒸汽外漏或者空气内漏，从而影响机组的效率和真空；当发电机转子与静子之间的间隙过大时同样会影响发电机的效率。但是，它们之间的间隙又不能过小，否则将引起动静碰磨，进一步会使机组的振动变化，以至于机组的振动超标。因此合理调整隔板汽封、端部汽封以及发电机转子与静子之间的间隙是非常重要的。论文格式。

3.6转子中心孔

现代汽轮机转子大轴大都留有中心孔，在中心孔两端用堵头封堵，如果不慎让异物（包括油、水等）进入中心孔，机组肯定会出现振动异常的现象。

4 结语

为使TSI系统准确测量、正确动作，安装人员要熟悉TSI系统的测量原理，熟练掌握传感器安装、调试和模块参数设置，并要记录它们的全过程。当系统发生异常参数指示时，要根据日常维护工作中积累的经验，迅速判断出大致的原因所在，以便向相关部门做出合理的解释。

参考文献

 

［1］刘峻华，黄树红，陆继东．汽轮机故障诊断技术的 发展 与展望［J］.汽轮机技术．2004，（12）.

［2］ 陆颂元，张跃进，童小忠.机组群振动状态实时监测故障诊断网络 和远程传输系统技术研究［J］. 中国 电力，2005，（3）.

［3］冯小群，杜永祚.新型动态测试与信号分析系统的研制［J］.华北电力学院学报，2004，（6）.

［4］李录平，邹新元.小波变化在振动故障奇异信号检测中的应用［J］.汽轮机技术，2005，（2）.

 

振动监测篇7

关键词：机电 维护系统 监测

中图分类号：TD407 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0035-01

随着科学技术的迅速的发展，大型设备被广泛使用，自动化程度也越来越高。但是，由于许多无法避免因素使得这些大型设备有时会出现各种故障。一旦关键设备出现故障，将会对生产造成严重的影响。煤矿企业是我国经济发展的支柱企业。现代煤矿企业拥有大量的机电设备，煤矿机械设备安全、正常的运行对于煤矿企业来说是非常重要的。近年来，频频出现的重大的恶性机械事故，造成了人员伤亡，造成巨大的经济损失，可以说我们为此付出了惨痛代价。设备状态监测和故障诊断技术就是利用科学的检测方法和现代化技术手段，对设备进行监测，确认其局部或整机是否正常运行。另外，通过监测还可以对设备潜在故障的发展做出早期预报，预测潜在故障的发展趋势，找出故障原因、产生部位，提出维护对策或建议。

1 煤矿设备维护系统功能

煤矿设备维护系统主要是以现代维护理论和网络技术为基础，根据设备的实际运行状况，并结合企业内部实际情况，对设备状态以及未来状态趋势进行判断和预测，做出相应的维护决策。它可以有效地结合各种数据（点检数据、历史维护数据、状态监测数据）实现设备维护的网络化、远程化和智能化。突破了现有维修技术的弊端，实现对企业中生产设备的科学维护。

煤矿设备维护系统主要有以下几个功能模块。（1）基础数据管理模块。顾名思义，这一模块都是一些最基础的信息。一般情况下可以包括：“部门信息维护、员工信息维护、仓库信息维护”等内容。（2）设备台帐管理模块。此模块包括“在用设备录入、设备故障统计录入、取消设备闲置、在用、闲置、报废设备查询”等。负责对设备的基本数据进行统一管理、对设备的来源、去向管理、对设备故障统计管理、提供闲置设备、报废设备的查询。（3）报表管理。此模块包括“点检报表、点检计划、点检结果”等。主要负责读取设备点检的数值、生成点检计划、录入点检数值、自动生成点检结果报表。（4）安全管理模块。此模块包括：“员工权限管理、权限管理、菜单角色”。主要负责为不同员工制定角色；添加新权限、修改权限；为不同角色定制不同的功能模块。（5）检修计划管理模块。此模块包括“检修录入、检修计划审批、检修计划月末转账”等。主要是负责制定设备检修计划并录入、对制定的设备检修计划进行审批、提供设备检修计划的查询、信息统计。

在此系统的设计中，振动监测可以说是整个维护系统的“眼睛”。它可以获取设备的运行状态信息，为维护系统的正常运作提供依据。为维护系统提供设备故障源、提供维护保障。

2 振动监测系统的软硬件设计

2.1 振动监测系统的硬件设计

系统硬件设计主要由底层信号采集、显示、存储和通信四大部分组成。第一，核心硬件的选择。振动传感器和嵌入式微处理器的合理选择对系统的性能好坏起着关键性的作用。在硬件的选择上主要是考虑这两个方面。第二，存储模块。存储模块主要是为了实现振动信号历史数据的存储，目前常用的有U盘，FLASH芯片，SD卡等。第三，键盘、LCD显示模块。键盘的作用主要是接受来自监测仪用户参数的输入，LCD负责提供友好直观的显示界面。第四，信号调理电路。大部分传感器输出的信号是电压或电流等模拟信号，需要信号调理电路进行预处理。第五，通信模块。通信是一种计算机与计算机或者是终端设备之间的信息传递方式。我们通过通信模块来实现计算机与单片机之间的通信。目前单片机通信主要有并行通信和串行通信两种基本方式。第六，JTAG调试接口。JTAG是一种“边界扫描测试”的技术。是嵌入式系统进行程序下载和调试的重要途径。系统的设计应在电路板上预留JTAG接口。

2.2 振动监测系统的软件设计

软件开发主要有两部分组成：基于 Java语言上位机软件设计和基于STM32F103RET6单片机的下位软件的设计。上位机软件设计主要是对煤矿机电设备温度、压力、机械振动参数的监测。下位软件的设计主要包括程序流程设计和应用程序代码的调试。第一，系统下位机软件设计。系统上电启动后，要完成系统各功能模块的初始化工作。初始化后采用c语言进行主程序的设计。然后进行数据采样及通信模块的程序设计。第二，系统上位机软件设计。主要是包括监测界面的设计、Java的通信设计、应用服务层与数据服务层的数据通信等内容。

客户/服务器（Client/Server，简称C/S）模式数据完整性高、可靠性强、并发控制机制良好，是当前应用程序开发的主要形式。但随着互联网迅速发展，C/S结构出现了的缺陷和不足。浏览器/服务器（Browser/Server，简称B/S）结构未来应用发展的主流方向。在程序设计时可以将C/S模式与B/S模式结合起来使用。

3 结论

机械振动监测技术对于煤矿大型机电设备的维护系统有着重要的作用。振动监测系统的软硬件设计必须要根据实际情况，并与维护系统相结合来进行。在设计时可以将振动监测技术、网络技术、微处理器技术和数据库技术相结合。

参考文献

[1] 黄荣久，方杰，刘煜.无线传感器网络在机械振动监测中的应用[J].传感器与微系统，2012（1）.

[2] 刘平，岳林，刘永富.基于LabVIEW的旋转机械振动监测系统开发[J].机械科学与技术，2011（4）.

[3] 洪刚，汤宝平.基于嵌入式双服务器的机械振动监测系统的设计与实现[J].仪表技术与传感器，2013（7）.

振动监测篇8

【关键词】煤矿；设备维护系统；机械振动；监测技术

机械振动监测技术的操作原理是从设备的振动信号中，提取相应的、所需要的能够反映振动的基本状态的数据和信息，从而达到为设备维护系统提供必要的原始数据的目的。随着科学技术的不断发展，煤炭行业的各项技术需求不断加大，而煤矿设备维护系统的机械振动监测技术因其重要性和必要性，被相关部门和行业尤为关注。

1 煤矿设备的维护系统概述

煤矿设备的维护系统，在煤炭企业和单位中是一种必要的维护管理模式，这一模式的主要原理就是设备的维护系统可以根据设备的实际工作状况，掌握设备的基本运行情况，从而可以更好的判断和预测设备当前的工作状体以及未来的工作状态。根据这些结论，可以适当的采取相应的措施，根据企业的现实情况对相关问题进行分析和把握。在理论上，这种设备维护系统主要以现代维护理论以及当前正在飞速发展的计算机网络技术为依托，采用Web技术来具体实施，从而达到了设备维护的信息化、网络化、远程化、智能化，打破时间和空间对于维护设备的限制，可以结合现有的硬件设施（包括技术、实施环境）和现场的具体情况实现设备的维护。从某种意义上说，这一维护系统优化了资源，对于整个设备的维护工作具有规范并及时补救的重要作用。

2 煤矿设备维护系统的逻辑结构

笔者在本文中所介绍的设计系统主要是采用Java 语言的应用程序（这可以说是计算机技术的支持），主要在 Eclipse 平台上实施，当然，也会采用， B/S 与 C/S 两者相结合的设计方案。而这一逻辑结构主要分为四个层次，这四个层次的作用是不容忽视的，例如，表现层（设备维护系统的对外门户）主要的功能就是及时处理用户的请求，并将收到的请求下发到其它层次的业务对象，同时还要接收业务对象做的反馈，从而达到设备维护系统的交叉。换句话说，所有的用户在使用系统时都要进行必要的身份验证，这一验证就可以为用户提供其权限范围内的信息；而业务层的功能就仅仅限于为整个系统提供服务，主要是各项管理任务，因此其地位是相当高的；而数据持久层主要的任务就是为整个系统提供一个机制，这个机制就是为了维护系统的整体运行和储存各类信息的。与此同时，也是为业务层提供必要的服务；设备层的护腰功能在于对数据进行处理，显示状态信息的来源地等。

3 煤矿设备维护系统的功能

一般来说，对于我煤矿设备维护系统，都是以设备的现有状态的具体的监测信息作为依据，在这一基础上进行设备维护系统的构建，从而达到为煤炭设备维护系统的管理等各项工作进行必要的支撑和保障工作。在原则上，煤炭设备维护系统的具体功能是通过传递设备自身的基本信息、条件以及我们煤炭行业的维修原则和维修计划、维修项目管理等方面的综合信息给企业单位以及各个相关的部门，这样可以大体的掌握设备的具体情况以及设备的运行状况，从而，相关的专业人士才能够根据具体的情况制定维护和修理方案。

3.1 基础数据管理

在基础数据管理这一模块当中，通常是分为几个部分，最基本也是最为重要的三个部分如下：首先是员工信息维护，即企业和单位的所有员工的各种信息的维护，基本包括员工在日常工作中进行的必要的查询、编辑、选择、添加、删除、绘制表格和图像、保存等各种操作。其次为部门信息维护，即企业和单位的内部信息，包括各个部门的内部信息，即各部门日常工作中进行的必要的查询、编辑、选择、添加、删除、绘制表格和图像、保存等各种操作。最后为仓库信息维护，主要包括企业和单位中所有的仓库的基本信息，即仓库在日常工作中进行的必要的查询、编辑、选择、添加、删除、绘制表格和图像、保存等各种操作。

3.2 设备管理

设备管理模块分为几个方面，即常见设备的基本故障的信息的统计录入、在用设备的各项信息、资料的录入以及取消设备的各项闲置功能、在用、闲置和已经报废的不能正常运行的各种设备的信息的查询等。一般来说，设备基本信息就是对设备的基本数据、参数和信息进行统一的分类和管理，并进行录入，以方便快速查询；设备进出库信息，主要是对于设备的管理方面，有一个明确的管理条例，清晰地记录设备的来源和去向，进行分类和计数，方便维修使用；设备故障和闲置、报废设备的信息管理，主要是对设备的各项故障进行统一的管理，录入在库，方便统计、查找，而对于闲置和报废的设备，则是提供必要的查询服务，方便不时之需。

3.3 检修计划管理

检修计划管理模块在整个系统中是比较重要的，主要包括以下几个方面：检修计划录入和审批、查询。一般来说，当设备发生故障或者运行状态不佳的时候，就需要制定检修计划，避免发生突发事故，而检修计划的审批则是促进检修进行的重要前提，是规定和指导维修人员具体进行设备维修的细则。而检修计划的查询一般是设备管理人员来提供，主要是关于这些需要检测的设备的基本信息的查询、统计和检修过程的具体操作事宜以及经费等方面的问题进行汇报。

3.4 报表管理

报表的管理主要在于点检报表、计划以及结果。基本过程是，首先要读取信息，记录设备的点检值和参数，绘制成为报表，清晰明确， 其次制定计划，点检的周期要与设备相对应，也生成报表，显示在系统中，方便查询，最后再将点检的相关信息和数据进行录入，同时自动生成结果报表。

3.5 安全管理

安全管理模块主要分为三个方面，其最终的目的是保障安全。如权限管理实际上就是添加新的权限，修改原有的权限等，而角色管理则是，对于不同的角色身份，需要有不同的功能模块，当然也包括不断地添加新的角色，修改原有的基本角色，最后是综合前两者的员工权限管理，也就是为不同的员工，不同的角色提供不同的制定和修改功能权限。从而，达到信息安全不泄露。

4 结语

事实上，设备的监测和故障诊断技术，在当前的科学技术的发展水平来说还是比较先进的设备维护方式，它是一种利用科学的方法同时结合现代化计算机网络技术的强大支撑来实现故障检测和诊断维修的。近年来，随着科学技术的不断发展，社会生产力也在不断地提高，而煤炭行业对于技术和设备的需求也因此而不断加大，面向煤矿设备维护系统的机械振动监测技术实现了技术应用在实际的生产劳作中，真正的促进了生产规模化、速度化。

参考文献：

[1]李伟，等.煤矿设备预知维护系统的设计[J].信息工程，2011（05）.

[2]屈云海，张辉.振动监测与现代造纸机械故障诊断技术的发展[J].中国造纸学报，2012（11）.

[3]智文静.面向煤矿设备维护系统的机械振动监测技术研究[D].西安科技大学，2012（06）.