[发明专利]一种机械塔架故障诊断技术

权利要求书

1.一种机械塔架故障诊断方法，其特征在于：含有包括振动或/和稳态加速度检测的 传感器以及受力方向检测传感器的传感器组（1）、采集传感器组信号和对传感器组的信号 进行处理、分析、诊断的故障信息处理器（2），把传感器组（1）检测的信号通过电缆传 输给故障信息处理器（2），而有故障信息处理器（2）所含的AD接口（21）采集信号，或 还经过故障信息处理器（2）所含分离运算器（23）处理后，再有AD接口（21）采集信号， 交由故障信息处理器（2）所含分析诊断系统（22）的软件进行塔架的东西、南北方向和 风机主轴方向、主轴横向及扭转方向的振动，塔架的倾斜，塔架的广义共振，塔架连接部 件的松动，塔架疲劳的分析诊断及处理；

其中，所述传感器组（1），包括安装在塔架上层、按照东西南北地理坐标设置、使敏 感塔架整体在南北方向振动的加速度传感器NN1、与使敏感东西方向振动的加速度传感器 EE1，以及使敏感塔架绕其对称中心O显现扭转振动的加速度传感器NN2、EE2和检测外作 用Y方向相对塔架东西方向并以东方为参考之极坐标的加速度传感器JJ；敏感东西、南 北横向振动的加速度传感器EE1、NN1和敏感扭转振动的加速度传感器EE2、NN2与塔架对 称中心O等距离安装；敏感南北振动的加速度传感器NN1的敏感轴指向北方N，敏感东西 方向振动的加速度传感器EE1的敏感轴指向东方E；敏感南北振动的加速度传感器NN1与 敏感扭转振动的加速度传感器NN2安装在同一位置，敏感东西振动的加速度传感器EE1与 敏感扭转振动的加速度传感器EE2安装在同一位置；并且敏感扭转振动的加速度传感器 EE2的敏感轴指向加速度传感器安装位置相对塔架对称中心之距离为半径R的圆的反时针 切线方向，敏感扭转振动的加速度传感器NN2的敏感轴则指向加速度传感器安装位置相对 塔架对称中心之距离为半径R的圆的顺时针切线方向；

所述的故障信息处理器（2）含有AD接口（21），还含有微处理器运行的分析诊断系统 （22），和分离运算器（23）；各加速度信号N1、加速度信号N2、加速度信号E1、加速度 信号E2及受力方向的极坐标角J信号，分别为加速度传感器NN1、加速度传感器NN2、加速 度传感器EE1、加速度传感器EE2，和极坐标传感器JJ的输出信号，AD接口（21）有8个输 入端AN1、AN2、AE1、AE2、AJ，ANZ、An1、Ae1，传感器组(1)，包括加速度传感器NN1、 NN2、EE1、EE2，极坐标传感器JJ；其中，加速度传感器NN1、NN2、EE1、EE2输出的加速 度信号N1、加速度信号N2、加速度信号E1、加速度信号E2，输入连接到故障信息处理器（2） 所包括的AD接口（21）的输入端AN1、AN2、AE1、AE2，同时送入故障信息处理器（2）所 包括的分离运算器（23）的输入端BN1、BN2、BE1、BE2，分离运算器（23）的输出端CNZ， Cn1、Ce1，对应的输出振幅信号的扭振信号NZ和振幅信号的横向振动n1、e1，分离运算器 （23）输出的振幅信号的扭振信号NZ和振幅信号的横向振动n1、e1，对应的输入到AD接口 (21)的输入端ANZ、An1、Ae1；同时，传感器组（1）所包括的极坐标传感器JJ，输出的极 坐标角J信号，直接接入故障信息处理器2所包括的AD接口（21）的输入端AJ，AD接口（21） 输出的加速度信号NA1、NA2、EA1、EA2、受力方向的极坐标角JA信号由故障信息处理器（2） 的分析诊断系统(22)中的软件按照公式NZ=((NA2-EA1)-(EA2-NA1))/2计算塔架相对于 其对称中心O的振幅信号的扭振信号NZ；按照公式n1=NA1+EA2+NZ和公式e1=EA1+NA2-NZ计 算塔架整体真实的振幅信号的横向振动n1、e1；按照公式y=e1 cosJ+n1 sinJ计算塔架 横向振动在受力方向Y轴的振动分量y；按照公式p=e1 sinJ+n1 cosJ计算塔架横向振动 在Y轴的正交方向即X轴方向的振动分量p；并且根据加速度传感器NN1、NN2输出的加速度 信号N1、加速度信号N2，及计算式F=tg^-1(NA1/NA2)，或根据加速度传感器EE1、EE2输出 的加速度信号E1、加速度信号E2及计算式F=tg^-1(EA2/EA1)，计算获取塔架的倾斜的主方 位角F；根据加速度传感器NN1、NN2输出的加速度信号N1、加速度信号N2，及计算式 Q=sin^-1((2NA1NA2sin2F)^0.5/g)，或根据加速度传感器EE1、EE2输出的加速度信号E1、加 速度信号E2及计算式Q=sin^-1((2EA1EA2sin2F)^0.5/g)，获得塔架的倾斜的主倾斜角Q，式中 g为重力加速度。