船舶機電振動采集系統(tǒng)故障診斷技術(shù)

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摘要：船舶運行通常情況下會使用振動采集系統(tǒng)對船舶的各項機電設(shè)備運行進行保障，有利于在第一時間內(nèi)對故障進行監(jiān)測、分析和診斷。因此，機電設(shè)備采集系統(tǒng)顯得十分重要，使用更加專業(yè)的故障診斷技術(shù)可以更好地促進振動采集系統(tǒng)為船舶服務(wù)。

關(guān)鍵詞：船舶機電設(shè)備；振動采集系統(tǒng)；故障診斷

引言

船舶在運行過程中需要專業(yè)和先進的技術(shù)對船舶的運行進行監(jiān)督和檢測。目前，我國較為常用的是機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)，對運行中的船舶進行數(shù)據(jù)收集，再對相應(yīng)的信息進行整合，通過這種方法可以更好地對故障發(fā)生位置和具體問題進行準(zhǔn)確判斷，這種可視化的分析有利于船舶行業(yè)的發(fā)展。

1研究背景

船舶在運行過程中需要多種機電設(shè)備為其提供更多的動力，在這過程中，各種機電設(shè)備運行時會產(chǎn)生大量的噪聲，一旦機電設(shè)備出現(xiàn)問題可能會被產(chǎn)生的噪聲所掩蓋，不容易發(fā)現(xiàn)問題的所在之處，需要不斷地通過技術(shù)進步來解決。通過使用振動采集系統(tǒng)的方法，可以自動的對發(fā)生問題的機電設(shè)備進行定位，并通過計算獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，針對發(fā)生的故障問題采取合適的解決措施，避免問題發(fā)展到難以解決的地步[1]。這類采集系統(tǒng)在運行過程中的原理主要是采集機電設(shè)備在發(fā)生故障時發(fā)出的各種波和振動。出現(xiàn)問題的機器，無論是在振動程度或者是波長上都與正常工作的機器存在差異，振動采集系統(tǒng)對獲得的不同振動進行分析。采集系統(tǒng)對于船舶的正常運行十分重要，一旦采集系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致嚴重的航行問題，影響航行的質(zhì)量。掌握更加先進科學(xué)的采集系統(tǒng)，故障診斷技術(shù)可以在有效時間內(nèi)排除采集系統(tǒng)的故障，使采集系統(tǒng)正常工作，船舶可以正常的運行，確保工作人員以及船舶的安全。

2計算機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)故障參數(shù)

機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)在設(shè)計過程中，可以通過對具體參數(shù)進行分析對設(shè)備可能存在的故障進行甄別。對于獲得的一些存在差異的數(shù)據(jù)來說，需要更加準(zhǔn)確的知曉其來源，并清楚地了解可能產(chǎn)生這些差異數(shù)據(jù)的原因，在某種程度上差異數(shù)據(jù)的出現(xiàn)是某些故障達到某種閾值的體現(xiàn)。通過對振動采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集和分析進行研究，來確定船舶在運行時可能出現(xiàn)的故障問題，為故障處理提供更多可靠的數(shù)據(jù)。分析時可以通過專業(yè)的軟件對數(shù)據(jù)進行整理，數(shù)據(jù)的判斷也有利于在判斷過程中建立與振動采集相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。一旦出現(xiàn)問題，通過數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)匹配以及比對的方式更容易分析問題所在。對于獲得的數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況進行排除或篩選，并不是所有數(shù)據(jù)信息均需要作為在分析處理過程中的參考數(shù)據(jù)。采集系統(tǒng)在運行時具有固定的故障參數(shù)值，根據(jù)參數(shù)值可以計算出需要使用到的全部信息，再根據(jù)參數(shù)推斷合適的數(shù)據(jù)公式。公式中有多項數(shù)值會對參數(shù)信息產(chǎn)生影響，最終也會對故障診斷結(jié)果造成影響，因此需要按照參數(shù)進行排除，并不是所有的信息均可以利用在公式推算中。排除了可能干擾診斷結(jié)果的其他混雜因素之后，可以更加充分準(zhǔn)確地獲得故障診斷結(jié)果。這種方式更加有利保證計算過程更加穩(wěn)定，不會由于一些故障問題的出現(xiàn)，反而增加了故障的解決難度。

3機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)的故障定位

對于智能采集系統(tǒng)來說最為重要的工作內(nèi)容是對出現(xiàn)故障的位置進行定位。前期已經(jīng)通過診斷系統(tǒng)的一系列操作對具有混雜影響的參數(shù)進行排除，這樣更有利于尋找到故障出現(xiàn)的位置。但目前對于我國采用的各類振動采集系統(tǒng)來說，出現(xiàn)故障的種類較多也較為復(fù)雜。例如常見的故障類型包括損壞類故障、失調(diào)類故障等，這都需要在船舶運行時，利用振動采集系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障問題產(chǎn)生的主要原因。多類參考數(shù)值結(jié)合的方式，更加準(zhǔn)確地分析出現(xiàn)故障的類型以及具體問題的概況，做到對采集系統(tǒng)的具體診斷，為分析提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持[2]。對于出現(xiàn)的故障位置進行定位，可以采用多種方法，目前使用的最為廣泛的是紅外測溫技術(shù)。這類技術(shù)的主要優(yōu)勢在于簡單、快捷、投入成本少等。采集系統(tǒng)在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，一般情況下會將溫度控制在合適的范圍內(nèi)，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)溫度變化較大的情況，均可以在一定程度上表示著系統(tǒng)的運行狀態(tài)存在問題。對溫度檢測完成之后，可以利用射線對多項參數(shù)的改變進行監(jiān)控，監(jiān)控完成后獲得的數(shù)據(jù)可以在系統(tǒng)內(nèi)將其掃描成圖譜，這樣有利于機電設(shè)備對產(chǎn)生故障的位置進行準(zhǔn)確定位。除了對溫度進行檢測之外，還可通過對其他重要參數(shù)進行檢查的方式，輔助對出現(xiàn)問題的位置進行定位。通過對重要參數(shù)進行連接和調(diào)試也可以確保采集系統(tǒng)正常的運行。溫度測量完畢后再使用射線，射線的工作原理是可以對采集的內(nèi)容進行介質(zhì)密度分析，2項工作混合完成之后便可以全面地獲得故障發(fā)生的主要原因。在監(jiān)測過程中需要對系統(tǒng)進行掃描，掃描的位置要更加的完整和準(zhǔn)確，這樣也有利于快速的發(fā)現(xiàn)故障的問題所在。因此，在船舶運行過程中，應(yīng)將故障位置定位作為檢測故障的重要內(nèi)容。

4故障診斷可視化分析

在對故障進行檢測時，為了保證故障檢測人員具有更加方便的檢測條件，可以利用可視化分析的方式，讓故障分析過程變得更加容易和便捷。首先是通過智能采集系統(tǒng)對出現(xiàn)的故障進行定位，判斷故障主要發(fā)生的位置，在這種情況下，診斷系統(tǒng)會反饋給工作人員一系列故障數(shù)據(jù)參數(shù)，故障參數(shù)較為抽象，在對其進行故障分析時，可以通過參數(shù)導(dǎo)入方程的方式以一種更加便捷的操作行為將其轉(zhuǎn)化成邏輯關(guān)系圖。獲得邏輯關(guān)系圖之后并不意味著操作的完成，在后期還可通過圖像處理的方式，獲得容易觀察、容易讀懂的圖像，有效地保障了故障分析的質(zhì)量和效率。系統(tǒng)在運行過程中首先是要在采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加對邏輯關(guān)系圖的分析，獲得最初的對故障類型的判斷結(jié)果，將結(jié)果進行明確的標(biāo)記。后期再針對不同的故障類型，選擇合適的解決方法排除故障。對故障進行分析時，需要利用多種分析方式去中，最為常用的是仿真系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)分析之后，可以形成與故障相關(guān)的數(shù)據(jù)代碼，通過代碼比對故障問題的所在，這種方式更加有利于準(zhǔn)確的對故障進行判斷。振動系統(tǒng)在工作過程中獲得了相應(yīng)的故障參數(shù)，計算完成之后，可以對故障發(fā)生的位置進行較為精準(zhǔn)的定位，在利用數(shù)據(jù)分析以及公式轉(zhuǎn)換的方式，將其以可視化的形式展現(xiàn)出來。這種方法是分析采集系統(tǒng)出現(xiàn)問題的最常用的方法。

5仿真試驗

在對船舶進行運行過程中的障礙分析時，需要獲得更加準(zhǔn)確的技術(shù)信息，才能保證障礙處理時更加全面和精準(zhǔn)，促進故障分析的順利完成。目前有較多的檢測方式可以提高故障技術(shù)的可靠性，其中最為廣泛應(yīng)用的是仿真實驗和分析方法。主要作用在于通過對獲得的信息進行評估，有效地掌握處理方式。傳統(tǒng)的診斷方式與仿真分析相比，主要區(qū)別在于傳統(tǒng)的診斷方法不能獲得更加可靠的信息數(shù)據(jù)，在判斷故障位置以及故障程度上具有一定的偏差，仿真分析可以更好地避免這類問題的發(fā)生，以更加真實、準(zhǔn)確的形式展現(xiàn)故障內(nèi)容[3]。與傳統(tǒng)故障分析方法相比在準(zhǔn)確度上可以提升將近1/3的準(zhǔn)確度，具有良好的診斷效果。對于出現(xiàn)故障的類別進行判斷時，可以通過對出現(xiàn)故障的不同方面數(shù)量進行判斷來決定。船舶在運行過程中需要注重對于船舶的故障檢測，目前我國最為常用的檢測方法是利用機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)，對發(fā)現(xiàn)故障的位置進行定位，并及時通過信息獲取的方式將其轉(zhuǎn)化為可視性的故障信號。這種發(fā)現(xiàn)故障的方式與傳統(tǒng)方式下需要工作人員及時發(fā)現(xiàn)的方法相比具有更好的準(zhǔn)確性以及及時性。不同的故障類別在判斷時，也要按照較為標(biāo)準(zhǔn)的故障圖譜進行比對，標(biāo)注具有明顯故障問題的位置，尋找合適的方法給予解決和驗證。

6結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，我國在進行船舶運行方面故障檢測時，更加傾向于使用機電設(shè)備采集系統(tǒng)。設(shè)備在運行過程中可以有效的對發(fā)生故障的位置進行診斷，幫助工作人員較為穩(wěn)定的運行船舶。方法是否可靠也需要更多的方式進行驗證，其中最為常見的是仿真實驗方法，為船舶正常運行帶來了更多的方便。

參考文獻：

[1]王強.探討船舶機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)[J].艦船科學(xué)技術(shù),2019,41(12):139-140.

[2]梁丹.船舶機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)的發(fā)展[J].中國艦船技術(shù),2019,(8):86-87.

[3]張靜.初探船舶機電設(shè)備振動采集系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)[J].艦船科學(xué)技術(shù),2019,41(3):61-62.

作者：郭兆賢 單位：舟山中遠海運重工有限公司