[发明专利]一种用于往复式压缩机的光纤传感系统及其多参量监测方法

说明书

本发明涉及光纤传感监测与诊断应用技术领域，具体指一种用于往复式压缩机的光纤传感系统及其多参量监测方法；包括计算机、光源模块、光环型器、信号解调单元、分路器和传感模块，所述分路器通过光纤分别与光源模块、传感模块和信号解调单元连接，信号解调单元通过数据线与计算机连接；所述传感模块包括光纤F‑P加速度传感器、FBG位移传感器、光学键相传感器和FBG温度传感器；本发明结构合理，光纤传感器具有体积小巧、抗电磁干扰能力强、频率响应范围大、精度高等优势；监测系统采用多点分布式多参量测量的方式，通过获得关键部位上相应参量的实时变化量，故障专家诊断与报警系统分析和诊断故障源和故障类型，进行有效的故障类型信息预警提示。

技术领域

本发明涉及光纤传感监测与诊断应用技术领域，具体指一种用于往复式压缩机的光纤传感系统，同时公开了一种用于往复式压缩机的多参量监测方法。

背景技术

往复式压缩机是现代石油化工工业中广泛使用的一种增压设备，由于其结构复杂且运行过程中激振源多，生产过程中故障种类较多，且故障发生频率较高。因此，需要对往复式压缩机的运行状况进行实时的多参量监测，并分析和诊断往复式压缩机的常见故障类型。目前对于往复式压缩机的在线监测多是采用电类传感器，如压电式传感器、电涡流传感器、热电阻或热电偶传感器，而化工工业对于现场用电的使用有着苛刻的要求，并且该类传感器存在温度稳定性差和信号无法进行长距离传输等诸多问题。因此，现有技术有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、对往复式压缩机的关键部位进行实时监测，并分析和诊断常见故障类型，实现有效预警的用于往复式压缩机的光纤传感系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种用于往复式压缩机的光纤传感系统,包括计算机、光源模块、光环型器、信号解调单元、分路器和传感模块，所述分路器通过光纤分别与光源模块、传感模块和信号解调单元连接，信号解调单元通过数据线与计算机连接；所述传感模块包括光纤F-P加速度传感器、FBG位移传感器、光学键相传感器和FBG温度传感器。

根据以上方案，所述光纤F-P加速度传感器安装在压缩机的曲轴箱上。

根据以上方案，所述FBG位移传感器成对设置且分别安装在气缸的活塞杆X、Y两个方向上。

根据以上方案，所述光学键相传感器设于曲轴上方且曲轴上设有与其相对的凸点键。

根据以上方案，所述FBG温度传感器安装在十字头轴瓦上。

一种用于往复式压缩机的监测方法，所述计算机1上安装有故障专家诊断与报警系统，

a、计算机通过信号解调单元提取光纤F-P加速度传感器、FBG位移传感器、光学键相传感器和FBG温度传感器上各参量的特征参数，故障专家诊断与报警系统根据特征参数识别判定故障类型和故障源，并通过计算机人机交互装置显示实时监测参量值、故障检测结果和运行监测警示信息。

b、计算机从光纤F-P加速度传感器提取振动频率和振动幅度两个特征参数输入线性的模式分类器中，故障专家诊断与报警系统根据模式分类器的输出值识别和判定故障类型，并将振动参量、故障检测结果和异常振动的警示信息显示在计算机的人机交互装置上。

c、计算机从X、Y两个运动方向上的FBG位移传感器提取活塞杆轴心位移的特征参数Ymax、Ymin、Yabs和Xmax、Xmin、Xabs，故障专家诊断与报警系统根据活塞杆轴心位移的特征参数判定其是否发生偏摆和沉降，并将轴心位移的参量值、故障检测结果和运行监测警示信息显示在计算机的人机交互装置上。

d、计算机从光学键相传感器提取反射的冲激信号，故障专家诊断与报警系统根据光学键相传感器与凸点键触发间隔计算曲轴的转速，并以该转速作为故障判定依据，将曲轴转速值、故障检测结果和异常转速的警示信息显示在计算机的人机交互装置上。