振動(dòng)測(cè)量案例：風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)

“雙碳”目標(biāo)

近年來(lái)，為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖，全世界178個(gè)國(guó)家和地區(qū)于2016年共同簽署《巴黎協(xié)定》，該協(xié)定的長(zhǎng)期目標(biāo)是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2攝氏度以?xún)?nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5攝氏度以?xún)?nèi)，同時(shí)預(yù)計(jì)全球在2023年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2050-2070年實(shí)現(xiàn)碳中和。我國(guó)作為合約國(guó)之一，也提出了2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的“雙碳”目標(biāo)。為了“雙碳“目標(biāo)，各種使用新能源、環(huán)保設(shè)備和節(jié)能減排的科技被大力推廣和應(yīng)用開(kāi)發(fā)，其中風(fēng)能發(fā)電作為一種常規(guī)的清潔能源，也借此政策利好，行業(yè)獲得了飛速發(fā)展。

風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

風(fēng)能，是空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，是太陽(yáng)能的一種轉(zhuǎn)化形式。風(fēng)力發(fā)電，是指將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能，再將機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)能作為一種可再生能源，具有儲(chǔ)量大、分布廣、低碳清潔等特性。發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，構(gòu)建以新能源為主體的新型能源體系，培育經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能等具有重要意義。

風(fēng)電設(shè)備造價(jià)成本高

根據(jù)《中國(guó)可再生能源發(fā)展報(bào)告2021》數(shù)據(jù)，風(fēng)電設(shè)備的制造和安裝，是風(fēng)電開(kāi)發(fā)最主要的成本來(lái)源，不論是海上風(fēng)電，還是陸上風(fēng)電，大致造價(jià)在5800~23500元/kW之間。

風(fēng)電設(shè)備故障頻發(fā)

近年來(lái)，隨著風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展，風(fēng)機(jī)故障等影響行業(yè)發(fā)展的因素也慢慢顯現(xiàn)出來(lái)。由于風(fēng)機(jī)一般建立在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，環(huán)境非常惡劣，風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期處于不穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，使得機(jī)組的故障頻發(fā)，一些故障和隱患因未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決，往往容易加劇設(shè)備的磨損，經(jīng)常會(huì)造成風(fēng)機(jī)軸承等關(guān)鍵成本部件的毀損，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)，造成停產(chǎn)和高額的維修費(fèi)等經(jīng)濟(jì)損失。因此，針對(duì)風(fēng)電設(shè)備進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理和維修故障就顯得格外重要。

研發(fā)背景

為幫助風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈上下游的客戶(hù)，對(duì)風(fēng)電設(shè)備進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決故障原因，提升設(shè)備使用壽命和減少因故障未能及時(shí)處理造成的經(jīng)濟(jì)損失，北京聲科測(cè)自主研發(fā)了一系列故障診斷設(shè)備和系統(tǒng)，今天我們和大家分享的是風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)。

風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)介

風(fēng)機(jī)軸承振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)，是北京聲科測(cè)（簡(jiǎn)稱(chēng)SKC）的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)客戶(hù)的實(shí)際需求定制化開(kāi)發(fā)的一套系統(tǒng)，它主體包括硬件和軟件兩部分，詳細(xì)組成結(jié)構(gòu)如下圖所示。

技術(shù)原理

風(fēng)電機(jī)組在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，若發(fā)生故障，其振動(dòng)信號(hào)的能量分布就會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)使用加速度計(jì)，可以采集不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載等多種條件下風(fēng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)，為后端分析提供準(zhǔn)確的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)，從而很好地識(shí)別風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，大大降低風(fēng)機(jī)維護(hù)成本。

①加速度計(jì)簡(jiǎn)介

QV1050加速度計(jì)屬于IEPE型振動(dòng)傳感器，是專(zhuān)門(mén)為高鐵、汽車(chē)、航空、航天、能源等領(lǐng)域的NVH測(cè)試所開(kāi)發(fā)研制的振動(dòng)傳感器，適合于多通道NVH測(cè)試、整車(chē)模態(tài)實(shí)驗(yàn)等。

優(yōu)點(diǎn)

其頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大、可靠性高、使用方便，可以與市場(chǎng)上通用的各大廠商數(shù)據(jù)采集器兼容使用。

參數(shù)

②數(shù)采設(shè)備簡(jiǎn)介

SKC四通道數(shù)據(jù)采集儀Q401，具有IEPE恒流源、電壓等供電方式，采用成熟的以太網(wǎng)TCP/TP 協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)的 RJ45 連接器，不需專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)程序，可連接任意標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，適用于各種臺(tái)式，筆記本計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)，控制使用。

優(yōu)點(diǎn)

1. 數(shù)據(jù)采集功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)采集器包含靜態(tài)采集模塊和動(dòng)態(tài)采集模塊，可采集靜態(tài)數(shù)據(jù)信號(hào)（溫度、壓力、流量等）和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信號(hào)（振動(dòng)、應(yīng)變、噪聲、模態(tài)等）。

2. 數(shù)據(jù)傳輸和保存方便，支持實(shí)時(shí)上傳和SD卡存儲(chǔ)，并可定制開(kāi)發(fā)多種數(shù)據(jù)傳輸接口，方便數(shù)據(jù)傳輸。

3. 應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，本產(chǎn)品因其出色的性能和測(cè)試范圍，可用于動(dòng)力設(shè)備（電機(jī)、機(jī)床）、交通設(shè)備（飛機(jī)、車(chē)輛、船舶）、大型建筑結(jié)構(gòu)（橋梁、樓房、水壩）和軍事領(lǐng)域（航空、航天）等場(chǎng)景。

參數(shù)

③軟件簡(jiǎn)介

數(shù)據(jù)分析軟件是由北京聲科測(cè)公司自主研發(fā)，兼容WINDOWS系統(tǒng)進(jìn)行的架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用全中文操作面板，并設(shè)計(jì)多種參數(shù)自選使用設(shè)置，方便客戶(hù)DIY調(diào)整測(cè)試參數(shù)，滿(mǎn)足客戶(hù)多種測(cè)試需求。

優(yōu)點(diǎn)

1. 軟件功能強(qiáng)大，滿(mǎn)足各類(lèi)數(shù)據(jù)分析需求，包含示波采樣、頻譜分析、時(shí)域分析、應(yīng)變花分析、編輯濾波、傳遞函數(shù)、倍頻率、自相關(guān)、互相關(guān)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能。

2. 軟件采樣范圍可根據(jù)需求自主設(shè)定，采樣率有44.1kHz、48kHz、88.2kHz、96kHz、176.4kHz、192kHz可選。

3. 軟件使用方便和快捷，可對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)等操作。

關(guān)于我們

北京聲科測(cè)（SKC）聲學(xué)技術(shù)有限公司，是一家專(zhuān)注聲學(xué)和振動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域的傳感器制造企業(yè)，可為各行業(yè)客戶(hù)提供各類(lèi)相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)和定制化開(kāi)發(fā)，幫助客戶(hù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品性能。如您有相關(guān)需求，請(qǐng)您致電400-999-7956轉(zhuǎn)1，與我們洽談合作。