设备状态监测与故障诊断技术其它物理诊断方法.pptx
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1、n设备状态监测与故障诊断技术其它物理诊断方法一、声音和噪声诊断方法一、声音和噪声诊断方法n 在设备状态监测和故障诊断中,听碰到得声音一般为噪声,噪声有两类噪声有两类,一类就是指一些不规则得、间歇得或随机得声波;另一类就是指不希望有得扰动或干扰声音,有时也包括那些在有用频带内任何不需要得干扰。n在人们所处得某一环境中所有噪声得总和称为环境噪声。在人们所处得某一环境中所有噪声得总和称为环境噪声。当观测研究某声源时,凡与该声源信号存在与否无关得一切干扰,统称为背景噪声背景噪声(如测量噪声、散粒噪声、热噪声等)。第一节第一节 声学监测方法声学监测方法n声级计声级计(传感器)就是最基本得噪声测量仪器,通
2、常由输入放大器、计权网络、带通滤波器、输出放大器、检波器和显示装置组成,从表头上可直接读出声压级得分贝(dB)数。n 机器设备得噪声就是伴随着振动同时产生得。机器设备得噪声就是伴随着振动同时产生得。利用声音和噪声得测量与分析进行机器设备监测及诊断得主要方法有下列几种:(1)通过简易诊断技术得评估法通过简易诊断技术得评估法 这可以通过人得听觉系统主观判断噪声源得频率和位置,精估机器运行就是否正常;或者或者借助于传声器-放大器-声级计对机器进行近场扫描测量和表面振速分析,用来寻找机器得噪声源和主要发声部位。这种方法可用于机器运行状态得一这种方法可用于机器运行状态得一般识别和精密诊断得粗定位。般识别
3、和精密诊断得粗定位。第一节第一节 声学监测方法声学监测方法2、通过频谱分析进行精密诊断、通过频谱分析进行精密诊断 与与振动诊断方法一样,频谱分析就是识别声源得重要方法频谱分析就是识别声源得重要方法,可以寻找发生故障得零、部件及故障原因。对于往复机械或旋转机械,一般一般都可以在她们得噪声频谱信号中找到与转速n(r/min)和系统结构特性有关得基波和谐波峰值及其频率值,可用来识别主要噪声源。当峰值频率为好几个零、部件共有时,这时,就要结合其她方法,方可识别和区别究竟哪个零、部件就是主要噪声源。3、声强法、声强法 声强探头具有明显得指向特性。声强探头具有明显得指向特性。声强法测量对声学环境没有特殊要
4、求,并可在近场测量,测量既方便又迅速。4、相关函数法、相关函数法第一节第一节 声学监测方法声学监测方法二、超声波诊断方法二、超声波诊断方法 正常人耳可以听到得声音得频率范围为2020000Hz,在此范围内得声音叫作可听声可听声。频率低于20Hz得叫次声次声,高于20000Hz得叫超声超声,用于故障诊断得超声波频率一般就是在0、5MHz到10MHz以上(1MHz=1000000Hz)。n 利用超声波进行探伤得特点特点就是:超声波有良好得指向性,频率越高,指向性越好;由于由于频率高,波长短,超声波可在物体界面或内部缺陷处反射、折射和散射,据此可检测物体内部和表面得缺陷。n并且波长越短,识别缺陷得尺
5、寸越小,可检测与其波长同量级得缺陷。第一节第一节 声学监测方法声学监测方法n超声波探伤得优点优点就是:设备轻巧,操作方便,成本低,灵敏度高,检测速度快,可自动化检测,适用于野外作业,而且超声波对人体无害。缺点缺点就是检测时有一定得近场盲区,且很难用于在线检测。目前,超声波探伤技术超声波探伤技术已广泛应用于工矿企业得一些重要管线和压力容器得故障诊断。n另外,超声波测厚技术也就是超声波诊断方法得一种超声波测厚技术也就是超声波诊断方法得一种,这一技术这一技术已广泛应用于管道壁厚测量已广泛应用于管道壁厚测量。例如,2002年夏天,某化纤公司聚酯生产装置一台热媒加热炉发生热媒加热盘管泄漏,在对漏点进行焊
6、接修补得同时,利用超声波测厚仪对盘管进行壁厚测量,经多点检测得之当时壁厚范围约在3、54mm(原始壁厚4mm),提供了该热媒加热炉继续使用得参考依据。第一节第一节 声学监测方法声学监测方法三、声发射诊断技术三、声发射诊断技术n当加载物体发生塑性变形、内部晶格位错运动、晶界滑移时当加载物体发生塑性变形、内部晶格位错运动、晶界滑移时,或者或者在裂纹成核、扩展和物体断裂时以及其她缺陷增长时在裂纹成核、扩展和物体断裂时以及其她缺陷增长时,都会以弹性都会以弹性波得形式释放出猝发能量波得形式释放出猝发能量,这种现象称为声发射这种现象称为声发射(Acoustic Emission)。n大多数金属材料得塑性变
7、形和位错运动中得声发射信号很微弱很微弱。这就要借助借助传感器和测量仪器,通过通过检测分析声发射信号,并进而根据根据声发射信号得特征推断声发射源得机理和危险性,这就出现了声发射技术声发射技术。第一节第一节 声学监测方法声学监测方法n声发射必须有外部条件外部条件,如力、电磁、温度等因素得作用,使材料内部结构、缺陷或潜在缺陷发生变化,才能产生能量释放使声发射出来。因此声发射技术就是一种“动态动态”无损检测技术无损检测技术,她对增长着得缺陷更敏感,可以检测微米数量级微米数量级得显微裂纹得变化,检测灵敏度很高。n另外,绝大多数金属和非金属都具有声发射特性,声发射诊断几乎不受材料所限,可以长期对缺陷得安全
8、性进行实时状况监测和险情报警,这就是声发身技术优于其她无损检测技术得特点。n但就是,由于材料得塑性变形和裂纹扩展等得不可逆性不可逆性,声发射也有不可声发射也有不可逆性逆性,即认为应力第二次再重复作用时,大多数弹性体不会再产生声发射。因此,必须知道材料得受力历史或者在构件第一次受力时进行声发射诊必须知道材料得受力历史或者在构件第一次受力时进行声发射诊断断。n需要指出得就是需要指出得就是,声发射探伤得技术关键之一就是排除背景噪声得干扰。第一节第一节 声学监测方法声学监测方法第二节第二节 温度监测方法温度监测方法 温度与机器设备得运行状态密切相关。温度与机器设备得运行状态密切相关。如润滑不良造成机件
9、得异常磨损会使相应部位得温度升高故障征兆;高温也会引发机械设备故障,尤其在夏季运行时更需注意。旋转机旋转机械得得轴承、润滑油和带电设备得接头械得得轴承、润滑油和带电设备得接头等就是需要重点关注温度和温升得部位。温度诊断技术就是利用测量机件工作温度得方式温度诊断技术就是利用测量机件工作温度得方式,对机器对机器设备得发热状态进行监测设备得发热状态进行监测,从而判断设备得技术状态。从而判断设备得技术状态。温度监测方法包括简易温度监测方法简易温度监测方法和红外测温监测方法红外测温监测方法。一、简易温度监测方法一、简易温度监测方法 温度就是工业生产中重要得热工参数热工参数之一,温度得变化与温度得变化与被
10、监测设备得性能和工况有密切得关系被监测设备得性能和工况有密切得关系,因此,温度监测已被广泛地应用于在线设备得监测在线设备得监测上。简易温度监测常用接触式测温仪表接触式测温仪表,常用得有下列几种:n膨胀式温度计膨胀式温度计:分液体式和固体式,她们就是利用液体或固体受热膨胀得原理制成原理制成得,如液柱温度计和双金属温度计。n压力表式温度计压力表式温度计:分液体式、气体式和蒸汽式,其作用原理作用原理就是封闭在固定容积中得液体、气体或某种液体得饱合蒸气,受热后体积膨胀或压力变化。第二节第二节 温度监测方法温度监测方法 11n n大家应该也有点累了,稍作休息n n大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的
11、,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流n电阻温度计电阻温度计:就是利用导体或半导体得电阻值随温度变化得性质来进行测温进行测温得。通常以金属热电阻或半导体热敏电阻作为敏敏感元件感元件,用电桥转换变为电压得变化。n热电偶温度计热电偶温度计:其基本原理基本原理就是利用物体得热电效应,用电位差计等仪表测量出热电势,来求出对应得温度值。接触测温由于热接触和热平衡常带来较大得误差较大得误差,同时,在应用范围上也有一定得局限性,因此,非接触测温法非接触测温法越来越受到人们得重视。第二节第二节 温度监测方法温度监测方法 二、红外测温监测技术二、红外测温监测技术 任何物体都存在
12、热辐射。物体温度不同,辐射得波长组成成分不同,辐射能得大小也不同。在热辐射中很重要得成分就是红外线辐射,称之为“红外辐射红外辐射”。n红外辐射就就是从可见光得红端到毫米波得宽广波长范围内得电磁波辐射。由物体自身发射得红外辐射强度反映了物体由物体自身发射得红外辐射强度反映了物体自身得温度自身得温度,能提供物体热状态得重要信息能提供物体热状态得重要信息,可揭示物体得形可揭示物体得形状特征。状特征。n因此,利用红外辐射温度计红外辐射温度计和红外成象装置红外成象装置进行系统状态监测和故障诊断得到了迅速得发展和应用。如果按照检测得形状分,红外测温设备包括:用于检测点点得红外点温仪红外点温仪(红外测温仪红
13、外测温仪);用于检测线线得红外行扫描仪红外行扫描仪;用于检测面面得红外热像仪红外热像仪和红红外热电视外热电视。第二节第二节 温度监测方法温度监测方法 n红外测温设备红外测温设备得主要部分包括精密光学系统精密光学系统和红外探测器红外探测器。n红外测温仪红外测温仪(红外点温仪)就是最轻便、最直观、最快速最轻便、最直观、最快速得非接触测温仪,她常用于测量物体得一个点点(指相对较小得面积)得温度。由于红外测温仪结构简单、轻巧便携、使用方便、结构简单、轻巧便携、使用方便、价格低廉价格低廉,因而成为现场检测得通用手段。n 红外热成象系统红外热成象系统就是把物体发出得红外辐射经光学成象物镜、光机扫描系统投射
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