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風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)數(shù)據(jù)采集

2018-12-19 來(lái)源：南京安維士瀏覽數(shù)：7770

振動(dòng)數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障預(yù)測(cè)、壽命預(yù)測(cè)等一系列數(shù)據(jù)處理工作的首要前提，包括傳感器的選型、安裝，測(cè)量位置的選取和采集參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。

　　1.傳感器性能指標(biāo)

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用較廣的是振動(dòng)加速度傳感器，因?yàn)榧铀俣葌鞲衅鳒y(cè)量準(zhǔn)確度高、頻率響應(yīng)范圍寬、重量輕、體積小、易于安裝，影響傳感器的主要性能指標(biāo)有很多比較重要的有靈敏度、量程范圍、頻率響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、分辨率、精度、工作溫度范圍等。

　　目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組加裝的振動(dòng)加速度傳感器，各性能指標(biāo)都能滿足使用要求，實(shí)際使用中大多根據(jù)測(cè)點(diǎn)位置選取不同靈敏度傳感器，主流的是通用型100mv/g，和低頻響應(yīng)較好的500mv/g。

　　2.傳感器的安裝方式

　　加速度傳感器的使用上限頻率取決于共振頻率，加速度傳感器不同固定方法，其共振頻率不同。不同固定方法的共振頻率分別為：鋼螺栓固定法31kHz，云母墊片28kHz，涂簿蠟層29kHz，手持法2kHz，永久磁鐵固定法7kHz。

　　推薦鋼螺栓固定，共振頻率高，傳感器適用頻率范圍更廣，信號(hào)采集更穩(wěn)定可靠。

圖1傳感器固定方式

　　3.測(cè)量位置的選擇

　　測(cè)量位置的選擇直接影響信號(hào)采集的精度，應(yīng)選擇剛性較好的位置布置測(cè)點(diǎn)。盡可能靠近軸承座，盡可能水平、垂直和軸向都采集數(shù)據(jù)，對(duì)于低速重載軸承在負(fù)荷區(qū)加裝測(cè)點(diǎn)。

　　圖2傳感器安裝

　　4.數(shù)據(jù)采集參數(shù)的設(shè)置

　　根據(jù)奈奎斯特采樣定理：在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，當(dāng)采樣頻率fs大于信號(hào)中最高分析頻率fmax的2倍時(shí)(fs>2fmax)，采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息，一般實(shí)際應(yīng)用中保證采樣頻率為信號(hào)最高分析頻率的2.56～4倍。

　　采樣頻率：也稱為采樣速度或者采樣率，定義了每秒從連續(xù)信號(hào)中提取并組成離散信號(hào)的采樣個(gè)數(shù)，它用赫茲（Hz）來(lái)表示。采樣頻率的倒數(shù)是采樣周期或者采樣時(shí)間，它是采樣之間的時(shí)間間隔。通俗的講采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)信號(hào)樣本。

　　最高分析頻率Fmax：指需要關(guān)注的最大頻率值，風(fēng)電齒輪箱振動(dòng)數(shù)據(jù)采集通常設(shè)置為高-中級(jí)嚙合頻率的3倍。如高速軸23個(gè)齒，轉(zhuǎn)頻30Hz，嚙合頻率等于690Hz，最高分析頻率Fmax=3*690Hz。

　　譜線數(shù)M與分辨率ΔF：通常Fmax值越高，需要的譜線數(shù)就越多，譜線數(shù)越多，花費(fèi)的測(cè)量時(shí)間越多并且占用儀器的內(nèi)存就越大。因此我們只在必須的時(shí)候使用高的“Fmax”值或高的譜線數(shù)。分辨率ΔF與需要關(guān)注的最小頻率值相關(guān)聯(lián)，其與譜線數(shù)M的關(guān)系：ΔF=Fmax/M。

　　采樣點(diǎn)數(shù)N：采樣點(diǎn)數(shù)越多，采樣時(shí)間越久，信號(hào)描述的越完整。采樣點(diǎn)數(shù)N與譜線數(shù)M有如下的關(guān)系：N=2.56M。

　　除上述參數(shù)外，數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置的過(guò)程還需要考慮疊加百分比、平均次數(shù)、窗函數(shù)的選擇等因素，在此不一一贅述。

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