[发明专利]一种监测零件脱落的装置及系统

说明书

本发明公开了一种监测零件脱落的装置及系统。其中，监测零件脱落的装置包括多个开关器件、至少一个信号采集单元和信号处理器。每个开关器件在其对应的零件脱落时从标识零件未脱落的第一状态进入标识零件脱落的第二状态。每个信号采集单元具有并行的多路信号输入端。每路信号输入端连接到多个开关器件中一个并采集这个开关器件的状态信号。信号处理单元适于获取每个信号采集单元所采集的状态信号，并根据所获取的状态信号定位已脱落的零件。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种监测零件脱落的装置及系统。

背景技术

目前，大型旋转机械设备广泛应用在化工、风电、冶金等领域中。诸如风力发电机组和输油泵等旋转设备的结构和应用环境也越来越复杂。旋转设备的故障也很可能造成事故和巨大损失。机械设备上的零件(例如风电设备上用于固定桨叶与轮毂的螺栓)由于多方面的因素(例如制造缺陷、长期的交变载荷作用或者偶发性的超出设计范围的大载荷)，会出现断裂脱落或者松动脱落。另外，机械设备上的零件通常难于人工监测(例如风电设备上螺栓位于离地面较高位置处)。进一步，位于机械设备上的零件的脱落有可能造成较为严重的后果(例如，风电设备上螺栓脱落而导致的桨叶弯折造成塔筒倒塌)。因此，对多种设备的零件进行智能监测是十分重要的。

现有的零件监测手段例如是通过声发射技术进行监测。图1示出了一个声发射监测零件的系统示意图。如图1所示，监测系统包括声波传感器、放大器、信号采集处理系统和记录显示系统。零件在断裂的过程中，其所受到的应力会在内部裂纹的边界处集中并产生声波信号。声波传感器被配置在零件的表面上，采集声波信号并转化为电信号。放大器会放大电信号和传输到信号采集处理系统。信号采集处理信号对经过放大的电信号进行处理判断后，传输到记录和显示系统。

然而，现有的声发射技术容易受到零件周围其他多种因素(例如，流体泄露、摩擦、撞击、燃烧等与零件断裂无关的因素)的干扰。而这些因素是普遍存在的。显然，现有的监测技术很难准确监测零件是否脱落，并且部署成本很高。

因此，缺少一种可靠而稳定的监测零件状态的技术。

发明内容

为此，本发明提供一种监测零件脱落的技术方案，有效的解决了上述中至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供一种监测零件脱落的装置，包括多个开关器件、至少一个信号采集单元和信号处理器。每个开关器件在其对应的零件脱落时从标识零件未脱落的第一状态进入标识零件脱落的第二状态。每个信号采集单元具有并行的多路信号输入端。每路信号输入端连接到多个开关器件中一个并采集这个开关器件的状态信号。信号处理单元适于获取每个信号采集单元所采集的状态信号，并根据所获取的状态信号定位已脱落的零件。

可选地，在根据本发明的监测零件脱落的装置中，信号处理单元还适于将对应已脱落零件的定位信息传输到设备监测服务器。

可选地，在根据本发明的监测零件脱落的装置中，至少一个信号采集单元中每一个为寄存单元。

可选地，在根据本发明的监测零件脱落的装置中，至少一个信号采集单元包括串行级联的M个移位寄存器，M为正整数。其中，第1级移位寄存器的串行输出端连接到第2级移位寄存器的串行输入端。第2级至第M级移位寄存器中每个的串行输入端连接到这个移位寄存器的相邻上一级的串行输出端。第M级移位寄存器的串行输出端连接到所述信号处理单元。

可选地，根据本发明的监测零件脱落的装置还包括触发单元。触发单元适于在多个开关器件中任一个进入第二状态时向信号处理单元发送指示信号，以便信号处理单元根据该指示信号执行获取每个信号采集单元所采集的状态信号。

可选地，在根据本发明的监测零件脱落的装置中，触发单元包括多个线与逻辑模块。多个线与逻辑模块的输出端并联至所述信号处理单元。每个线与逻辑模块具有多个输入端。每个线与逻辑单元中每个输入端与至少一个信号采集单元中一个信号输入端连接。