HG型频谱分析系统及在增压器检测中的应用

　　1前言

　　机车柴油机增压器，是在高温、高速中运 转的精密机械装置，是内燃机车中故障多发部件之一。由于其全封闭式特殊结构以及检测技术水平的限止，增压器的状态检测一直是个尚未解决的难题。为此，上海铁路局科研所、上海铁道科技开发公司等单位，组成了专门课题组，对此进行了广泛的调查研究。

　　在机电设备状态检测中，振动频谱分析法是被普遍采用的基本方法之一。众所周知，机械振动是机器的一种属性，当机器运行发生异常时，一般都会随之出现变化。因此，通过对振动信号的处理和分析，在不停机、不解体的情况下就能了解机器是否异常，判定异常部位、异常原因及异常程度。

　　针对内燃机车增压器及其他主要机务设备的状态检测需要，课题组与中国运载火箭研究院合作，共同开发了HG型频谱分析系统。经初步应用试验，取得了预期效果。

　　2系统的组成与功能

　　本系统由传感器、数据采集器及计算机状态分析系统软件三大部份组成(见图1)。

　　传感器选用高精度压电陶瓷加速度传感器，端部嵌装磁铁，以便吸附在被测物体上。数据采集器采用了与分析系统相分离的结构，体积小、重量轻、便于携带。计算机分析管理软件以各单位已普遍配备的微机为硬件环境，既方便了现场使用，又带来了设备管理的统一规范性，降低了生产成本。

　　2.1数据采集器原理图如图2所示。

　　传感器将振动信号转变为电信号，经调制、滤波、放大、模数转换等一系列处理后，在中央微处理器(CPU)控制下进行存储、显示、回放及通讯。

　　采集信号的频率范围为loHz~lokHz。存储空间为128KB，可存储100组512点振动时域波形，通过RS一232C串行通讯口，将所需的测量数据发送给计算机作进一步分析及管理。

　　本软件在WindowS中文环境下，将振动信号进行完善的波形分析(包括时域波形、幅值谱、功率谱、三维谱、平均谱、倒频谱、包络谱、细化、概率密度分析等)。根据不同的谱形，可以对设备的振动进行精密分析，诊断出备是否存在不平衡、不对中、轴弯曲、基础松动、轴裂纹、轴承故障、轴瓦油膜涡动、齿轮故障等一系列故障隐患、故障部件及其严重程度，从而实现了对设备状态的精确了解。

　　根据设备的振动数据(加速度、速度、位移)和有关标准(注意值、危险值)，分析软件可作出该设备的振动趋势曲线(图3)。据此可准确掌握设备的运行状态及发展趋势，并对设备提出科学的维修计划，防止机破事故。

　　3应用

　　3.1增压器转速检测及其匹配性能诊断