[发明专利]旋转机械的轴的烈度分析装置及方法

说明书

技术领域

本公开总体上涉及监视和控制系统。更具体地，本发明涉及旋转机械的轴的烈度(severity)分析装置和方法。

背景技术

几乎所有类型的旋转机械都包括轴。轴可用于将来自旋转动力源的机械动力传递至适当的载荷。旋转动力源可包括电动机或煤气发动机和涡轮机。旋转机器可具有单个轴或例如通过齿轮或皮带传动机制而耦合在一起的多个轴。根据它的用途，旋转机器中的轴的故障可能是危险的并导致重大的维护和安全问题。

在很多情况下，轴的故障在其起初可能引起极小影响，但如果没有及时地校正的话会引起更为严重的损坏。例如，由于应力而裂缝的轴可能不会使其关联机器的操作停止。然而，如果该机器继续操作而不进行适当的维护的话，则该裂缝会导致完全的破裂，这会破坏机器的其它部分或机器周围的组件。

发明内容

本公开提供了一种旋转机械的轴的烈度分析装置及方法。

在第一实施例中，该方法包括接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述方法还包括确定轴的旋转速度。所述方法进一步包括基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述方法包括基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定所述轴的一个或多个健康指示器(health indicator)。

在第二实施例中，一种装置包括至少一个接口，其配置成接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述装置还包括至少一个处理单元，其配置成确定轴的旋转速度并且基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。所述至少一个处理单元还配置成基于在每组频率分量中频率分量的相对能级来确定所述轴的一个或多个健康指示器。

在第三实施例中，一种计算机可读介质包含计算机程序。所述计算机程序包括用于接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号的计算机可读程序代码。所述计算机程序还包括用于确定轴的旋转速度的计算机可读程序代码。所述计算机程序进一步包括用于基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量的计算机可读程序代码。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述计算机程序包括用于基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定所述轴的一个或多个健康指示器的计算机可读程序代码。

其它技术特征，本领域技术人员可很容易地由以下的附图、说明书和权利要求获知。

附图说明

为了更完整地理解本公开和它的特征，结合附图，参考下述说明，其中：

图1图示了根据本公开的示例性烈度分析系统；

图2和3图示了根据本公开的轴的示例性总体振动级和示例性操作特性；

图4图示了根据本公开确定轴的一个或多个健康指示器的示例性过程；

图5图示了根据本公开的示例性振动烈度分析仪；以及

图6图示了根据本公开的轴的示例性健康指示器。

具体实施方式

由图1至6，如下所述，以及用于说明本专利文件中本发明原理的各种实施例，仅用于说明而不能以任何方式解释为限制本发明的范围。本领域技术人员可理解本发明的原理可以在任何类型的适当安排的设备或系统中得以实施。

图1图示了根据本公开的示例性烈度分析系统100。如图1所示，系统100包括振动烈度分析仪102，其用于分析在操作过程中机器106的一个或多个轴104所产生的物理振动。例如，分析仪102可接收来自物理耦合至机器106的一个或多个振动换能器110和/或转速计108的信号。所述分析仪102然后可以分析接收到的信号来确定机器106或它的轴104的健康或操作状态。

转速计108测量轴104的旋转速度并产生指示所测量旋转速度的信号。转速计108可代表任意适当类型的装置。例如，转速计108可包括安装在机器的外壳上的耦合线圈，其与另一个线圈、磁铁、或安装在轴104上的其它电磁结构一起作用，以随着轴104的每一次旋转产生短的电脉冲。在其他实施例中，转速计108可在所述分析仪102或其他装置内实施，例如通过使用软件指令。在这些实施例中，所述分析仪102或其它装置可间接确定轴104的旋转速度，例如通过使用从换能器110接收的信号来估计轴104的速度。