[发明专利]一种船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置及方法

权利要求书

1.一种船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置，其特征在于，包括电涡流传感器，转速键相传感器，前置放大器，动平衡监测校正电路，电涡流传感器和转速键相传感器采集信号经过前置放大器送入动平衡监测校正电路，动平衡监测校正电路包括输入输出模块、前端模拟信号处理模块、装置核心电路模块和电源系统模块，动平衡监测校正电路接收前置放大器信号送入前端模拟信号处理模块处理后，送装置核心电路模块计算存储后，输入输出模块与装置核心电路模块交换数据，电源系统模块包含电源处理模块和电源电压监控与复位电路，电源处理模块为各个模块芯片提供电源，电源电压监控与复位电路接收各电源信号，输出报警和控制信号。

2.根据权利要求1所述船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置，其特征在于，所述传感器输入调理电路包括电压偏置电路、光耦隔离电路和脉冲整形电路，前置放大器送来的电涡流传感器采集信号经过减法器和电阻电容网络电压偏置电路，输出模数转换芯片可接受的电压信号，转速键相传感器信号经过光耦隔离和脉冲整形电路进行预处理。

3.根据权利要求1所述船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置，其特征在于，所述装置核心电路模块为CPU 最小系统，包括OMAP-L137处理器、存储器、系统时钟，存储器包括用于存储引导系统BOOT引导程序的SPI Flash、用于挂载嵌入式操作系统和存储数据的Nand Flash、用于程序运行和数据缓冲的SDRAM19，系统时钟包含主参考时钟24MHz的有源振动器和为系统供时的32K RTC晶振。

4.根据权利要求1所述船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置，其特征在于，所述输入输出模块包含：人机交互输入的电容式触摸屏及其驱动电路；数据及界面显示的LCD液晶显示屏及其驱动电路；数据高速传输和软件更新的百兆以太网接口电路；U盘、鼠标键盘外设的USB2.0接口及其驱动电路和数据备份的SD卡接口电路。

5.一种船用高速回旋机械现场动平衡监测校正方法，包括船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）布置传感器：在各个动平衡面附近布置电涡流传感器，每个轴系分别布置转速键相传感器；

2）连接调试装置：待布置完毕传感器后，将传感器与前置放大器相连，然后将前置放大器与动平衡监测校正电路相连，并将全船监控系统的通讯电缆与船用高速回旋机械现场动平衡监测校正装置，连接完毕后，将整个系统上电，将输入输出模块设置为传感器调试模式，此模式下为固定频率采样，采集传感器的静态数据，将传感器各个测点一一调试，调试完毕后进入现场动平衡校正模式；

3）动平衡配置：整个现场动平衡校正模块界面显示分为左右两块，左边是机组总貌图，实时显示各个测点的振动值，右边则是动平衡界面，设定动平衡配置，选择动平衡面数量、测点数量、以及是否需将船体倾斜摇摆数据补偿进监测，若动平衡面为N个，测点数目为K，则动平衡界面显示的转子上显示N个平衡面，K个测点；

4）采集原始振动：先将设备调到动平衡校正的转速，待转速稳定后，锁定所有监测的动平衡参数，即保持振动位移基频幅值和相位值，将触碰机组总貌图上做动平衡的测点动平衡参数拖放至动平衡界面相对应的转子测点参数输入框，也就是将在设定的转速下测得的振动位移基频幅值和相位值输入到转子测试点中，完成初始振动输入过程；

5）试重：若设定动平衡的平衡面为N个，则试重次数为N，首先从平衡1开始试重，将所需试重的重量及相位输入至动平衡校正界面并在实际机组动平衡面上相应相位添加此重量的配重块，试重完毕后，重新启动所测设备，待稳定到达平衡转速后，如步骤4）采集原始振动，将试加配重后所监测测点的振动幅值及相位拖放至动平衡校正第一次试重界面，如此便完成首次试重操作，后面重复试直至完成第N次试重；

6）多平衡面多转速的动平衡计算：待完成第N次试重后，选择界面动平衡计算向导框，装置进行数据计算并于界面上的每个平衡面上以图形形式自动显示，将计算的配重分别添加到相应平衡面上，再次开机并将动平衡校正后的残余振动及相位输入动平衡界面的残余振动输入框，完成一次动平衡测试；

7）如一次动平衡测试未能满足要求，可重复1）～6）步骤再进行第二次动平衡时，二次平衡后，可得动平衡测试的平衡数据。

6.根据权利要求5所述船用高速回旋机械现场动平衡监测校正方法，其特征在于，所述步骤6）中的数据计算采用多平衡面多转速的转子影响系数法，影响系数                                               作为施加在各平衡面上的单位试重对测振点所引起的振动变化可由下式求得：

其中：为原始不平衡转子在第个平衡转速转动时第个点的初始振动；

为第个平衡面上加试重；

为第个平衡转速测得第个点的振动；

所有的影响系数构成影响系数矩阵,具体表达形式为：

所需校正质量为：，其中﹡表示矩阵的共扼矩阵，表示矩阵的转置。