基于光纤传感的往复式压缩机在线状态监测系统研究

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往复式压缩机是常见的石化行业增压设备,由于其结构复杂、振源多,其安全监测与故障诊断方法尚未成熟。针对往复式压缩机的特点,研究一种安全、高效的监测与诊断方法,是业内亟需解决的问题。   光纤传感器是近年来发展迅速的一种检测手段,运用光纤传感技术进行设备监测具有本质防爆、抗电磁干扰、信号传输距离远、易于复合成网等优势。特别是对于往复式压缩机乃至其他大型石化机械的监测,光纤传感技术的先天性优点,是其他监测方法所不能比拟的。因此,本文开发了基于光纤传感技术的往复式压缩机状态监测系统,为设备的安全监控与故障诊断奠定基础。   本文主要研究内容:   1.本文在分析光纤光栅传感原理的基础上,设计了一种针对中低频段的光纤光栅加速度传感器。首先,文中对传感器模型进行了力学模型理论推导,得到了传感器结构参数与灵敏度、固有频率的关系;其次,利用有限元分析的方法对传感器结构进行了静力学分析和模态分析;最后,笔者对传感器试制样品进行了性能测试实验,所设计传感器的灵敏度为600pm/g,加速度测量范围为0~25m/s2,可用频段为1~60Hz。   2.在光纤光栅加速度传感器的基础上,结合往复式压缩机工作原理,构建基于光纤传感的往复式压缩机在线状态监测系统。首先根据往复式压缩机的典型故障,研究需要监测的物理量、测点位置和布置方案、传感器数量等。然后,确立压缩机状态监测的硬件系统构成,确定基于振动烈度的往复式压缩机状态评价方法和报警门限设置方法。   3.通过分析状态监测系统的设计需求,利用LabVIEW软件构建了基于光纤光栅的往复式压缩机状态监测系统。按照系统功能模块,分别完成了数据采集模块和数据分析与处理模块的编写。根据系统需求,完成了往复式压缩机监测系统数据库系统的建立。在完成界面设计后进行了测试,软件系统各个功能模块均能正常有效工作。  
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