[发明专利]一种吊装射流风机松动故障监测预警装置及方法

说明书

本发明提出一种吊装射流风机松动故障监测预警装置及方法：采用传感器单元监测风机进出口振动和姿态变化；采用信号采集器进行振动和姿态数据采集、调理、A/D转换、数字化传输；采用信号集中器对得到的振动和姿态信号进行汇总和转发；通过上位机实现吊装射流风机松动的判别与监测，通过对比吊装射流风机紧固初始姿态及振动属性，监测分析值超过设定的阀值及超限时间范围，进行松动故障预警。本发明可远程在线实时监测吊装射流风机的紧固情况，适用于风机在各种状态下且杜绝误报警和不报警现象，无需监测单台风机的单个紧固点，节约大量人工检测所耗费的时间和人力，并为风机检修加固提供丰富的数据支持，真正做到按需、定位检修。

技术领域

本发明涉及公路、铁路及地铁隧道领域吊装射流风机不同工况下支架、底座等设备紧固件松动故障的在线监测预警，尤其是一种吊装射流风机松动故障监测预警装置及方法。

背景技术

射流风机是一种特殊的轴流风机，由集流器、消声器、整流罩、叶轮、叶轮断组成，主要用于公路、铁路及地铁等隧道的纵向通风系统中，提供全部的推力；也可用于半横向通风系统或横向通风系统中的敏感部位，如隧道的进、出口，起诱导气流或排烟等作用。由于射流风机的通风功能和效果要求，绝大部分射流风机安装位置在隧道顶部，位于隧道中公路、轨道正上方。

射流风机经常启停、旋转振动、受活塞风冲击振动，且数量大、分布广。风机一旦出现结构松动，不易为检修员察觉。当前设备维护依靠定期人工巡检，效率低、正确性差，不能及时预警，造成巨大的人工负担。如果风机松动没有及时预警并进行加固，它将时刻威胁着下方的交通工具和乘客人生安全，掉落冲撞汽车、列车将造成重大事故。现有松动检测技术分为两种。一种是依靠压电感应元件，直接检测螺栓连接处的变化，从而直接反应该处螺栓的紧固情况，现有技术仅可检测螺栓紧固部位，焊接部位无法实现检测，且对于多个螺栓固定的设备，监测点数量多难度大。另一种是依靠振动信号进行频谱、趋势等方式分析，吊装射流风机一般功率体积较小，相较于汽轮机发电机等大型旋转机械频谱特性不明显且紧固状态下图形也会有不同，此方法稳定性较差且易产生误报警和不报警现象，且只能在风机运行的时候才有效，无法做到实时监测预警。因此针对于隧道领域的悬挂设备，其安装连接结构多样化，紧固螺栓多，松动情况复杂，风机数量多分布广，需要设计一种安装方便，检测高效的实时故障监测预警方法。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种吊装射流风机松动故障监测预警装置及方法，能够实现远程网络化、实时在线监控与健康管理。

技术方案：为实现上述技术效果，本发明提出的技术方案为：

一种吊装射流风机松动故障监测预警装置，包括：传感器单元、信号采集器、信号集中器和上位机；

每台射流风机配备两个传感器单元和一个信号采集器，两个传感器单元分别设置在对应射流风机的进口和出口处，分别用于采集射流风机进口、出口的振动信号和三轴向上的加速度信号；

信号采集器与对应的两个传感器单元相连，将传感器单元采集到的信号依次进行调理、放大、抗混滤波、A/D转换，将数字化后的振动信号和三轴向加速度信号与预先保存的风机编号打包为对应风机的监测数据并上传至信号集中器；

信号集中器将接收到的监测数据汇总上传至上位机，上位机通过因特网与外部的中控系统交互，将监测数据上传至中控系统，用于后台监控；同时，上位机根据预先设置的预警条件和接收到的监测数据，判断对应的风机是否发生松动，当判定某一风机松动时，向远程监测中心发送松动预警信号，预警信号中包括故障风机的编号。

本发明还提供一种采用上述装置实现吊装射流风机松动故障监测预警的方法，包括步骤：

(1)通过设置在射流风机进口、出口处的传感器单元采集射流风机进口、出口的振动信号和三轴向上的加速度信号；采集方法包括：