小神探点检管理系统—振动分析介绍

“小神探”点检管理系统

——振动分析功能介绍

1 系统结构

在电力、冶金等行业，存在着数量庞大价值昂贵的旋转机械，振动测量与分析作为预知旋转机械运行状态的主要手段之一，在这些行业获得了很好的应用，并取得了良好的经济效益。

“小神探”点检管理系统为用户提供了振动分析的从原始数据采集到计算机软件振动分析的一整套解决方案。填补了在线监测系统所不能触及到的测量监控盲点，同时也为设备振动原始数据的积累提供了一个有效的管理平台。

在测量现场，振动测量分析模块与点检仪为点检人员提供了加速度、速度、位移测量功能，同时也提供了建议的频谱分析功能。

在计算机端，系统提供了趋势分析、指标计算、时域波形、频谱分析、瀑布图等多种分析形式，便于振动专家基于这些原始数据进行故障的分析与诊断。同时数据库的应用，也极大的方便了局域网内多名专家共同对同意问题进行分析。

图1

2 硬件介绍

测振模块是专门与小神探点检仪配合使用的机械振动测量分析模块。该模块通过RS232接口实现模块与点检仪本体间的通信（见图2）。可以进行加速度、速度、位的测量，由于其内部集成了高精度的模数转换器与数字信号处理器，从而具有频谱分析功能，可以进行简易的振动故障诊断。用户可以在点检仪的“随机测量”菜单中选择测量类型（位移、速度、加速度或是频谱分析），模块经过测量计算后将测

量结果上传点检仪并在液晶屏上显示；也可以在编制计划的时候定义“测振类”的数据类型，当点检到该计划时，可以将测振数据保存到点检仪中，并上传到计算机的数据库中，以供进一步的分析。由于采用传感器与测量线路一体化的设计以及点接触式的测量方法，使用方便，很适合于工矿企业针对旋转机械的线路点检与故障诊断。

图2

2.1 技术参数

2.2 测量模式下的参数

2.2.1 测量范围

加速度：0.1-200.0 m/s2（峰值）

速度：0.1-200.0 mm/s（真有效值）

位移：0.001-2.000 mm（峰峰值）

2.2.2 频率范围

加速度：10Hz-1KHz

1KHz－15KHz

速度：10Hz-1KHz

位移：10Hz-1KHz

2.3 频谱分析模式下的参数

2.3.1 表格数据输出

以数据的方式显示幅值最大的两个点的对应频率及幅值。

频率范围：10 - 1300 Hz

2.3.2 图形输出

以图形的方式显示频谱分析结果。

液晶屏幕显示范围：10 - 1300 Hz

2.4 使用方法

1）将测振模块后部的螺旋状通信电缆与小神探点检仪可靠连接；

2）在点检仪菜单中选中测振功能，测振有以下两种方式：

3）随机测量：

点检仪开机到主菜单界面，选择“5.辅助功能”→“2.随机测量”→“2.测振”，将出现如图3所示的画面：

图3

在图中，“未接”字样表示测振模块还未和“小神探”点检仪连接或连接不正常。如果“未接”字样出现在和“S（mm）”同一行，表示正在测量位移；同样道理，如果“未接”字样出现在和“V（mm/s）”或者“A（m/s2）”同一行，则表示正在测量速度或者加速度。画面的最下面一行给出了切换测量类型的操作说明。按“1”、“2”、“3”键分别用来测量位移、速度或者加速度。按“4”键用来显示振动的频谱图（参见13.5“频谱分析图”一节）。

4）计划内项目检查：

点检仪开机到主菜单界面，选择“1.点检”→输入工号（选择员工，如果有密码请输入密码）→碰接正确的ID钮扣→检查到测振类的项目，进入测振显示界面，类似图4、5或6所示（具体进入到哪一个画面视测量类型而定）：

图4 图5 图6

上面三个画面中，左上角的字母表示了测振的类型：“S”、“V”、“A”分别代表“位移”、“速度”、“加速度”。右下角的“未接”字样表示测振模块还未和“小神探”点检仪连接好。

2.5 频谱分析图

“小神探”点检仪在进行随机振动测量的时候，具有简易的频谱分析功能。在图3所示的画面中，按照屏幕最下方的提示，按下“4”键，即进入如图7所示的频谱分析图：

图7

画面上方的坐标系中，横轴表示频率，纵轴表示幅值。整幅图表示在不同的频率下相应的幅值。有三种类型的幅值：位移、速度和加速度。在随机测量的时候，可以分别用“1”、“2”、和“3”键来切换显示不同的幅值类型（在画面上方有相应的提示）。在画面下方的表格中，分别显示了幅值最高的两个点的相应频率和幅值。

3 软件介绍

点检仪将采样数据传到服务器后，可以从“小神探”点检管理系统中振动分析模块对采样数据进行分析，从中获取故障诊断信息。达到能及时、正确地对异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障的目的。

3.1 趋势图

趋势图包括有效值趋势和时域指标趋势，见图8：

图8

有效值趋势：以曲线形式描述某个测点在一段时间内有效值趋势。横轴表示采样时间，纵轴表示有效幅值。图上支持游标功能：鼠标移动时游标会显示当前采样时间及幅值。通过调节右上角放大/缩小按钮可以调节纵轴显示比例，以便分析。另外在图片上按住鼠标左键横向拖动可以移动曲线。

时域指标趋势：系统提供各指标趋势浏览，包括平均值、平均幅值、均方根值、方根幅值、最大值、波形指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标及峭度指标。横轴表示采样时间，纵轴表示指标幅值。图上支持游标功能：鼠标移动时游标会显示当前采样时间及幅值。通过调节右上角放大/缩小按钮可以调节纵轴显示比例，以便分析。另外在图片上按住鼠标左键横向拖动可以移动曲线。

3.2 时域频域

时域频域上包括时域波形图、频域波形图以及时域指标列表和频谱峰值列表，见图9：

图9

时域波形图：时域波形图是最直观的分析方法，对于某些故障信号，其波形具有明显的特征，这是利用波形分析可以直接识别共振现象及调制现象。横轴表示采样间隔时间（ms），纵轴表示测量幅值。图上支持游标功能：鼠标移动时游标会显示当前采样间隔时间及幅值。通过调节右上角横向放大/缩小和纵向放大/缩小按钮可以调节横轴和纵轴显示比例，以便分析。另外在图片上按住鼠标左键横向拖动可以移动曲线。

频谱图：频谱分析是机械故障诊断中信号处理最重要和最常用的分析方法。通过频谱图可以了解振动参量中的各个频率成分和频率分布的范围，从中获取影响设备状态的主要频率值及对应的幅值大小。横轴表示频率成分（Hz），纵轴表示幅值。图上支持游标功能：鼠标移动时游标会显示当前基频和倍频以及相应幅值（支持10倍频）。通过调节右上角横向放大/缩小和纵向放大/缩小按钮可以调节横轴和纵轴显示比例，以便分析。另外在图片上按住鼠标左键横向拖动可以移动曲线。

时域指标列表：列出当前各时域指标参数，包括平均值、平均幅值、均方根值、方根幅值、最大值、波形指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标及峭度指标。

频谱峰值列表：列出频谱图中前10个最大幅值及对应频率。

3.3 瀑布图

三维瀑布图是将一段时间内的频谱图叠放在一起，以便对这段时间内设备健康情况进行比较。横向表示频率（Hz），纵向表示幅值，Z向表示采样时间。图上支持游标功能：鼠标移动时游标会显示当前采样时间、当前基频及幅值，见图10。