浅析旋转机械状态监测的不同途径及特点

摘 要：介绍了旋转机械状态监测技术及其发展，并结合离线监测、在线监测和网络监测的结构特点，论述了旋转机械的故障特点，说明在不同设备中应用状态监测的意义。

关键词：旋转机械；状态监测；故障诊断

1 引言

旋转机械状态监测技术，是近年来设备检测的热门话题，这里着重考虑的是避免设备的随机性故障。定期诊断监测方式是对设备运行状态定期地进行监测与诊断，是预测设备的时间依存性故障和避免重大事故的一种设备维护方式。

2 旋转机械状态监测技术的发展过程与发展趋势

1） 旋转机械状态监测技术的发展过程

从技术发展过程看，现代监测技术大致经历了两个阶段[1]：

第一阶段是以传感器技术和动态测试技术为基础，以信号处理技术为手段的常规技术发展阶段，这一阶段的技术已在工程中得到了应用。

第二阶段是以人工智能技术为依托，进行监测和故障分析。这一阶段开展了专家系统、神经网络和模糊分析等理论、方法和应用技术的研究。

2）旋转机械状态监测技术的发展趋势

目前，预知维修已成为关键设备维护方式的发展趋势。

以状态监测为基础的预知维修[2]是不规定监测周期，但是要定期或连续地对设备进行状态监测，并根据监测与诊断结果，查明设备有无劣化或故障征兆，再安排在必要时进行维修或者更换处理。它可能在设备失效前检测和诊断出所存在的故障，并可较准确的估计出连续运行的可靠时间，因而设备发生意外事故较少。

3 离线监测与诊断系统的结构特点

离线诊断是故障诊断中的一种类型或一种工作模式，对设备运行状态定期地进行一次监测与诊断。

离线监测与诊断系统的工作方式通常是先在中控室通过计算机对数据采集器进行巡检路径组态设置，然后将数据采集器带到试验现场进行数据采集、存储。待数据采集完毕后，再与计算机联机，然后将数据采集器中的数据上载到计算机并存入数据库中进行集中管理和分析、处理。

4 在线监测与诊断系统的结构特点

在线监测与诊断是状态监测与故障诊断中的另一种类型或工作模式，它是将传感器永久安装于测点上，并将传感器采集的信号通过处理和传输设备直接传输到专用分析与诊断仪器，通过计算机对所测设备的技术状态进行实时显示和分析诊断，甚至可以将分析诊断结果接入设备的电器控制部分，一旦发现故障或所测参数超过报警范围，计算机发出指令使电器控制部分做出停机操作以保护设备。与离线监测相比较，更能及时的发现故障。

5 网络监测与诊断系统的结构特点

状态监测与故障诊断系统还可以实现局域网络管理。

局域网络管理[3]是指在某一固定的试验间，建立一个局域网，各个终端上的数据都能共享，从而实现管理者能够在各自的计算机上看到有关设备管理员是否对指定设备进行了监测以及监测的结果和分析结论，以便做出正确的决策：继续使用设备试验还是停机维修。

6 状态监测与故障诊断技术实施要素

值得注意的是，要成功推行状态监测与故障诊断技术在生产试验中的使用，还必须做好以下的工作：

1）领导重视，组织落实。设立专业管理组，有计划的实施设备监测，掌握设备的技术状态，分析设备的可靠程度，对设备的维修或更换进行决策；

2）配置仪器，建立管理档案。实行状态监测和故障诊断，就必须购置一批较先进的仪器，如动态分析仪、数据采集器等。测试记录的积累，是设备故障分析和判断的依据。正确掌握振动标准也是一项重要的工作，即将测量值与初始值相比较做出判断，使狀态监测进一步规范化、制度化，做到一机一档，并作为设备技术档案的一部分。同时规范测点管理，定部位、定仪器、定周期对设备进行常规监测，及时掌握设备运行状态。

3）重视员工培训。诊断员工的技术和业务水平，是成功推行状态监测维修制度的关键。正确判断故障，识别频谱图，不仅需要掌握相关振动学方面的知识，还要对所测的设备非常了解，认真听取现场操作人员、技术人员的意见后，才能得到符合实际情况的诊断结果，因此必须要重视监测员工的培训。

总之，我们在设备状态监测方面还处于探索阶段。对现代化设备来说，不出故障是很难做到的，问题在于早期发现，防患于未然，而以时间为基础的定期维修方式必然要过渡到以状态为基础的状态监测维修制度。因此，大力发展状态监测与故障诊断技术在生产试验中是十分必要的。

参考文献

[1]陈长征，胡立新，周勃等.设备振动分析与故障诊断技术.科学出版社，2007.

[2]胡志强等. 随机振动试验应用技术.中国计量出版社，1996.

[3]张育林， 吴建军. 液体火箭发动机健康监控技术. 国防科技大学出版社， 1998.

作者简介

陈丽新（1977-），女，工程师，硕士，主要从事低温测量，振动在线监测、信号处理、设备故障诊断研究。