[发明专利]船舶柴油机振动信号的分析系统及其方法

说明书

本发明公开了一种船舶柴油机振动信号的分析系统，它的组成包括：振动信号采集装置5、虚拟仪器装置6、笔记本电脑7，所述的振动信号采集装置5中的振动信号传感器8安装在柴油运动部件位置表面，船舶柴油机1的振动信号采集装置5里实现A／D转换，并可由USB接口11输入虚拟仪器装置6，虚拟仪器装置6将采集到的振动信号传送至笔记本电脑7。在笔记本电脑7中虚拟界面中应用基于奇异值分解和小波阈值消噪算法完成振动信号的去噪处理，应用径向基函数神经网络提取振动信号的特征参数，并进行柴油机运动部件磨损状况的判断与识别，应用混沌时间序列的神经网络进行柴油机运动部件磨损趋势的预测。

技术领域：

本发明涉及一种船舶柴油机振动信号的分析系统，根据其振动信号中含有的特征信息判断其运动部件磨损状况。

背景技术：

目前商船的船舶主机基本上都是以柴油机为主，柴油机是往复式内燃机。在现有技术中，公开号：102116670A，公开日期：2011-07-06，发明名称：振动采集分析仪及振动采集分析方法，应用在电力设备的振动检测领域；公开号：102706568A，公开日期：2012-10-03，发明名称：便携式列车振动测试仪，应用在列车电气检测领域；公开号：102735968A，公开日期：2012-10-17，发明名称：基于振动信号频谱分析的GIS故障诊断系统及方法，应用于输变电设备状态在线监测技术。因为柴油机是往复式工作，在运行过程中，各零部件受到力、热、摩擦以及磨损等多种因素的作用，其运行状态不断变化，因此，用振动信号分析来诊断柴油机故障是一门难度较大的技术；针对船舶柴油机故障诊断的实际，特提出如下发明。

发明内容：

本发明的目的是解决船舶柴油机运行状态下进行其磨损状况监测、判断与识别、趋势预测，为在船舶上实际应用提供的一种船用柴油机振动信号分析系统，本发明将虚拟技术、嵌入式技术、信号处理技术、计算机技术相结合。

船舶柴油机振动信号的分析系统，它的组成包括：振动信号采集装置5、虚拟仪器装置6、笔记本电脑7。振动信号采集装置5中的振动信号传感器8安装在柴油运动部件位置表面，柴油机的振动信号在振动信号采集装置5里实现A／D转换，并可由USB接口11输入虚拟仪器装置6，虚拟仪器装置6将采集到的振动信号传送至笔记本电脑7，在笔记本电脑7中虚拟界面的引导下进行操作，完成振动信号的去噪处理、提取振动信号的特征参数，并进行柴油机运动部件磨损状况的判断与识别、磨损趋势的预测。

振动信号采集装置5由振动信号传感器8、信号调理电路9、单片机10、USB接口11组成。虚拟仪器装置6由数据采集卡、设备驱动、面板程序、应用程序、虚拟仪器开发平台组成，虚拟仪器装置6采用PCMCIA总线。

基于奇异值分解和小波阈值消噪算法对振动信号进行去噪声处理，应用径向基函数神经网络算法对船舶柴油机1磨损状况进行判断与识别，应用混沌时间序列神经网络对振动信号趋势预测，也即是船舶柴油机1磨损的趋势进行预测。

本发明有如下积极效果：

1.开发一套适用于船舶柴油机1的振动信号分析仪，使得往复式内燃机可以用机身表面振动信号判断与识别其运动部件的磨损状况，并能进行其磨损趋势预测；

2.开发了应用径向基函数神经网络算法实现对振动信号进行判断从而解决了往复式机械应用振动信号进行故障诊断时的判据难以建立的瓶颈；

3.应用基于奇异值分解和小波阈值消噪算法对振动信号进行去噪处理减少用电子器件实现的滤波器；

4.在振动信号采集装置5中有直接实现测试信号的A／D，通过USB接口，信号直接取出，可随时抽测船舶柴油机1运动部件振动信号，来判断船舶柴油机1运动部件的磨损情况；

5.虚拟仪器装置6使得这种振动分析仪可随时扩展升级；

6.这种振动分析系统不仅可以应用在船舶柴油机1，也可以应用在其它往复式机械振动监测与故障诊断。