淺析旋轉機械狀態監測的不同途徑及特點

摘 要：介紹了旋轉機械狀態監測技術及其發展，并結合離線監測、在線監測和網絡監測的結構特點，論述了旋轉機械的故障特點，說明在不同設備中應用狀態監測的意義。

關鍵詞：旋轉機械；狀態監測；故障診斷

1 引言

旋轉機械狀態監測技術，是近年來設備檢測的熱門話題，這里著重考慮的是避免設備的隨機性故障。定期診斷監測方式是對設備運行狀態定期地進行監測與診斷，是預測設備的時間依存性故障和避免重大事故的一種設備維護方式。

2 旋轉機械狀態監測技術的發展過程與發展趨勢

1） 旋轉機械狀態監測技術的發展過程

從技術發展過程看，現代監測技術大致經歷了兩個階段[1]：

第一階段是以傳感器技術和動態測試技術為基礎，以信號處理技術為手段的常規技術發展階段，這一階段的技術已在工程中得到了應用。

第二階段是以人工智能技術為依托，進行監測和故障分析。這一階段開展了專家系統、神經網絡和模糊分析等理論、方法和應用技術的研究。

2）旋轉機械狀態監測技術的發展趨勢

目前，預知維修已成為關鍵設備維護方式的發展趨勢。

以狀態監測為基礎的預知維修[2]是不規定監測周期，但是要定期或連續地對設備進行狀態監測，并根據監測與診斷結果，查明設備有無劣化或故障征兆，再安排在必要時進行維修或者更換處理。它可能在設備失效前檢測和診斷出所存在的故障，并可較準確的估計出連續運行的可靠時間，因而設備發生意外事故較少。

3 離線監測與診斷系統的結構特點

離線診斷是故障診斷中的一種類型或一種工作模式，對設備運行狀態定期地進行一次監測與診斷。

離線監測與診斷系統的工作方式通常是先在中控室通過計算機對數據采集器進行巡檢路徑組態設置，然后將數據采集器帶到試驗現場進行數據采集、存儲。待數據采集完畢后，再與計算機聯機，然后將數據采集器中的數據上載到計算機并存入數據庫中進行集中管理和分析、處理。

4 在線監測與診斷系統的結構特點

在線監測與診斷是狀態監測與故障診斷中的另一種類型或工作模式，它是將傳感器永久安裝于測點上，并將傳感器采集的信號通過處理和傳輸設備直接傳輸到專用分析與診斷儀器，通過計算機對所測設備的技術狀態進行實時顯示和分析診斷，甚至可以將分析診斷結果接入設備的電器控制部分，一旦發現故障或所測參數超過報警范圍，計算機發出指令使電器控制部分做出停機操作以保護設備。與離線監測相比較，更能及時的發現故障。

5 網絡監測與診斷系統的結構特點

狀態監測與故障診斷系統還可以實現局域網絡管理。

局域網絡管理[3]是指在某一固定的試驗間，建立一個局域網，各個終端上的數據都能共享，從而實現管理者能夠在各自的計算機上看到有關設備管理員是否對指定設備進行了監測以及監測的結果和分析結論，以便做出正確的決策：繼續使用設備試驗還是停機維修。

6 狀態監測與故障診斷技術實施要素

值得注意的是，要成功推行狀態監測與故障診斷技術在生產試驗中的使用，還必須做好以下的工作：

1）領導重視，組織落實。設立專業管理組，有計劃的實施設備監測，掌握設備的技術狀態，分析設備的可靠程度，對設備的維修或更換進行決策；

2）配置儀器，建立管理檔案。實行狀態監測和故障診斷，就必須購置一批較先進的儀器，如動態分析儀、數據采集器等。測試記錄的積累，是設備故障分析和判斷的依據。正確掌握振動標準也是一項重要的工作，即將測量值與初始值相比較做出判斷，使狀態監測進一步規范化、制度化，做到一機一檔，并作為設備技術檔案的一部分。同時規范測點管理，定部位、定儀器、定周期對設備進行常規監測，及時掌握設備運行狀態。

3）重視員工培訓。診斷員工的技術和業務水平，是成功推行狀態監測維修制度的關鍵。正確判斷故障，識別頻譜圖，不僅需要掌握相關振動學方面的知識，還要對所測的設備非常了解，認真聽取現場操作人員、技術人員的意見后，才能得到符合實際情況的診斷結果，因此必須要重視監測員工的培訓。

總之，我們在設備狀態監測方面還處于探索階段。對現代化設備來說，不出故障是很難做到的，問題在于早期發現，防患于未然，而以時間為基礎的定期維修方式必然要過渡到以狀態為基礎的狀態監測維修制度。因此，大力發展狀態監測與故障診斷技術在生產試驗中是十分必要的。

參考文獻

[1]陳長征，胡立新，周勃等.設備振動分析與故障診斷技術.科學出版社，2007.

[2]胡志強等. 隨機振動試驗應用技術.中國計量出版社，1996.

[3]張育林， 吳建軍. 液體火箭發動機健康監控技術. 國防科技大學出版社， 1998.

作者簡介

陳麗新（1977-），女，工程師，碩士，主要從事低溫測量，振動在線監測、信號處理、設備故障診斷研究。