[发明专利]一种提高振动监视仪表信号测量精度的方法及系统

说明书

本发明涉及一种提高振动监视仪表信号测量精度的方法，将原始信号一分为二，分为两路进行信号处理，一路信号处理直流分量，另一路信号处理交流分量；直流分量处理回路，经信号放大器调整到模数转换器输入的幅值后，进行模数转换，将规范后的模拟信号转换为原始数字量，送CPU系统，经计算后得出输入信号的直流分量；交流分量处理回路，将输入信号与CPU计算并经D/A转换器产生的直流分量信号进行相加处理，以消除信号中的直流分量，交流分量经过二次放大，调整到模数转换器输入的数值后，将模拟量转化为数字量，送CPU系统，经计算得到振动信号；本发明可有效提高振动参数的测量精度，不影响交流信号的时域，也不会使交流信号产生相移。

[技术领域]

本发明属于汽轮机监视保护仪表技术领域，具体地说是一种提高振动监视仪表信号测量精度的方法及系统。

[背景技术]

汽轮机监视保护仪表(Turbine Supervisory Instruments，简称TSI仪表)，是确保汽轮机安全运行的关键设备之一。TSI仪表需要监测和保护的参数信号很多，常用的测量参数有：振动(包括轴承振动、相对振动)、轴向位移、胀差、偏心、转速、零转速、键相、汽缸膨胀、油动机行程、同步器行程等。在这么多的测量参数中，振动信号的监视保护占了整个TSI仪表的70～80％左右，所以许多用户将TSI仪表称之为振动保护仪表，可见振动测量在TSI仪表中所占的地位，如何提高振动监视保护仪表的测量精度显得尤为重要。

振动参数的测量包含轴承振动和相对振动的测量，轴承振动测量可以选择使用的传感器有：磁电式传感器和压电式传感器二类，相对振动使用的传感器有涡流式位移传感器，由于传感器测量原理的不同，所以传感器的输出信号也不一样。磁电式传感器的输出信号特点：在零位电压上叠加一个交流信号，用数学公式描述为：0V+AC，通常交流信号(AC)的信号范围为：0～700mV RMS；压电式传感器的输出信号特点：在正直流电压上叠加一个交流信号，用数学公式描述为：+DC+AC；通常直流信号(+DC)的信号范围为：+10VDC～+14VDC，交流信号(AC)的信号范围为：0～200mV RMS；涡流式位移传感器的输出信号特点：在负直流电压上叠加一个交流信号，用数学公式描述为：-DC+AC；通常直流信号(-DC)的信号范围为：-10VDC～-14VDC，交流信号(AC)的信号范围为：0～2V RMS；但只有传感器输出的交流部分(AC)才是反映振动参数大小的信号，振动参数的大小与直流信号无关，也就是在振动监视器进行信号处理时仅需要处理交流信号。

传统的振动监视器采用阻容隔直电路所构成的回路方式来实现，这种方案的处理电路比较简单，但测量精度较低，尤其对低频交流信号和小信号，其测量精度已经不能满足用户对振动测量的精度要求。

如图2所示，为传统的振动参数测量信号处理电路框图，传感器信号经输入信号保护回路后，进行信号的阻抗匹配，然后输入到有一个电容元件和一个电阻元件组成回路G1，利用电容元件的隔直传交特性，传感器的直流信号被阻隔在电容之前，不能通过，只有交流信号可以通过电容元件，输入到信号放大器G2，经信号放大、模数转换后，送CPU系统进行振动参数的测量。采用阻容元件所构成的隔直回路，虽然电路简单，但测量精度低。特别是低频交流信号，经过回路G1后，低频交流信号衰减较多，信号频率越低，信号衰减越大。由于电容元件的存在，还影响交流信号的时域，使交流信号产生相移，对后续的振动解析和诊断系统的信号处理带来了困难。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种提高振动监视仪表信号测量精度的方法，可有效地提高振动参数的测量精度，能够在测量各种不同传感器输入信号时，都能具有很高的测量精度，且不影响交流信号的时域，也不会使交流信号产生相移，保留了原始信号所包含的丰富的振动信息。