一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置
阅读说明：本技术 一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置 (Safety diagnosis method and device for hoisting jet fan ) 是由 刘冰 贾雄峰 吴敏军 闫树龙 王闯 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置,涉及通风设备工程技术领域,针对单一检测风机振动,风机低频晃动,传统技术无法检测,风机长久使用产生位移、沉降、倾斜切换传感器配合,综合成本高,人工检测难度大等问题,现提出如下方案,包括支架磁条、磁性编码传感器、信号采集器、信号分析处理模块、信息传输模块、网络连接线、就地监测管理机构、数据处理设备、预埋铁、风机和BAS管理系统。本发明结构简单新颖,降低投入成本和人力劳动成本,同时检测风机振动、风机径向、轴向振动幅度和频率,检测风机位置的变化、姿态变化,分析风机机械故障、结构松动与故障,提高风机检测的准确性,提高使用的安全性,适合进行市场推广。(The invention discloses a safety diagnosis method and a safety diagnosis device for a hoisting jet fan, relates to the technical field of ventilation equipment engineering, and aims at the problems that the vibration of a single detection fan and the low-frequency shaking of the fan cannot be detected in the traditional technology, the fan generates the matching of displacement, settlement and inclination switching sensors after being used for a long time, the comprehensive cost is high, the manual detection difficulty is high, and the like. The fan vibration detection device is simple and novel in structure, reduces input cost and labor cost, simultaneously detects fan vibration, fan radial and axial vibration amplitude and frequency, detects position change and posture change of the fan, analyzes mechanical faults, structural looseness and faults of the fan, improves fan detection accuracy, improves use safety, and is suitable for market popularization.)
技术领域
本发明涉及通风设备工程技术领域，尤其涉及一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置。
背景技术
射流风机通常悬挂在隧道顶部或安装在隧道侧壁上，将隧道本身作为风道，风机工作时，能从给定的能量中，产生较高的推力。隧道中空气的一部份被风机吸入，经叶轮做功后，由风机出口高速喷出。基于冲击传动原理，高速气流把能量传给隧道内的另一部分空气，带动其一起向后流动，从而把隧道内的空气推向出口一端，并从进口吸入新鲜空气。当气流速度衰减到一定值之后，下一组风机又以同样的方式继续带动空气流动，实现了排除隧道内污染空气的目的。射流风机主要用于公路、铁路及地铁等隧道的纵向通风系统中，提供全部的推力；也可用于半横向通风系统或横向通风系统中的敏感部位，如隧道的进、出口，起诱导气流或排烟等作用。吊装的射流风机位于隧道中公路、轨道正上方。射流风机经常启停、旋转振动，且数量大、分布广，风机一旦出现风机故障、倾斜、松动等问题，不易为检修员察觉，传统安装在风机本体的传感器干扰大、精度低、功能单一，人工巡检效率低、正确性差，不能及时预警，造成巨大的人工负担，也具有较大的风险。风机故障未及时的准确预警将造成紧急状况下(如遇火灾排烟等状况)工作不稳定甚至无法工作，其本身松动甚至掉落也会严重影响下方人或车辆的安全性。
现有风机状态监测技术主要依靠振动传感器进行振动监测，通过安装在风机本体的振动传感器及后端采集仪表进行振动监测或者振动分析，现有技术需要风机振动后振动传感器才能起作用，而风机在未运行状态下经过外力冲击如隧道风作用下的低频晃动，传统技术无法检测，另外风机在长时间积累疲劳后的缓慢位移、沉降、倾斜等状态目前检测技术也无法识别，需要多种传感器配合或其他技术补充，综合成本高，人工检测难度大。
发明内容
本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置，解决了现有风机检测技术只能检测风机振动，风机在未运行状态下经过外力冲击作用下的低频晃动，传统技术无法检测，风机长时间使用缓慢位移、沉降、倾斜等状态无法识别，要多种传感器配合或其他技术补充，综合成本高，人工检测难度大等问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种吊装射流风机的安全诊断装置，包括支架磁条、磁性编码传感器、信号采集器、信号分析处理模块、信息传输模块、网络连接线、就地监测管理机构、数据处理设备、预埋铁、风机和BAS管理系统，所述风机的顶部固定安装有预埋铁，所述预埋铁上焊接有支架，所述支架的底部一侧粘接有磁条，所述风机的顶部固定安装有磁性编码传感器。
优选的，所述就地监测管理机构的内部安装有信号采集器、信号分析处理模块和信息传输模块，所述磁性编码传感器与信号采集器通过导线电性连接。
优选的，所述信息传输模块、数据处理设备、就地监测管理机构和BAS管理系统通过网络连接线连接。
优选的，所述支架的数量为两个，且支架对称安装于风机的两端顶部，所述预埋铁预埋安装有风机的两端顶部，所述支架垂直与风机的顶部轴线。
优选的，所述磁条的长度大于风机正常运行极限距离，所述磁条的底部与支架的底部持平对齐。
优选的，所述磁性编码传感器的底部通过旋紧螺栓固定连接有底座，且磁性编码传感器的中心点与磁条的中心点匹配。
优选的，所述支架为“L”字型结构，所述磁条的宽度大于等于10mm，所述磁性编码传感器与磁条之间的间距为5mm。
上述一种吊装射流风机的安全诊断装置还包括诊断方法，包括以下步骤：
S1、将磁性编码传感器安装在风机顶部，并将磁条粘接在支架的下端一侧，使得磁性编码传感器的中点与磁条的中心点对应；
S2、磁性编码传感器监测磁条，通过磁性编码传感器对风机上下、前后移动位置精确监测；
S3、磁性编码传感器通过信号电缆接入就地监测管理机构，通过就地监测管理机构内部的信号采集器、信号分析处理模块和信息传输模块，对监测的信息进行计算分析；
S4、信息传输模块将结果通过网络连接线上传至数据处理设备，数据处理设备对结果进行可视化显示。
优选的，所述信号采集器用于接收磁性编码传感器发出的信号，并对信号进行数字化体现，所述信号分析处理模块用于将接收的数字化信息进行分析诊断处理，就地展示风机运行状态特征，包括振动、频率、幅度、位移，同时通过软件进一步频谱分析、特征库分析实现多种常规机械故障诊断，包括轴承磨损、不平衡、叶片损坏，分析风机静态沉降、倾斜、气流激振引起的低频晃动，所述信息传输模块用于将结构的分析结果通过网络连接线将所检测风机的所有信息和安全诊断结果进行传输。
优选的，所述就地监测管理机构根据现场使用需要接入BAS管理系统和其他管理系统。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本方案通过支架、磁条、磁性编码传感器、预埋铁和风机等结构，其中通过支架对磁条进行固定，通过磁性编码传感器对磁条进行位置检测，不仅能对风机振动产生的位移进行检测，也能将低频晃动和长久使用的位移进行检测，提高对风机检测的准确性，检测精度高；
2、本方案通过磁性编码传感器、信号采集器、信号分析处理模块、信息传输模块、网络连接线、就地监测管理机构、数据处理设备和BAS管理系统等结构，通过信号采集器、信号分析处理模块和信息传输模块对磁性编码传感器检测的数据分析诊断，判断风机径向轴向振动幅度和频率，提高风机使用的安全性；
综上所述，该装置结构简单新颖，通过一个传感器对风机检测，降低投入成本和人力劳动成本，不仅可以检测传统风机振动，还可检测风机径向、轴向振动幅度和频率，检测风机位置的变化、姿态变化，分析风机机械故障、结构松动与故障，提高风机检测的准确性，提高使用的安全性，适合进行市场推广。
附图说明
图1为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的风机安装示意图；
图2为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的诊断系统示意图；
图3为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的支架示意图；
图4为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的传感器外形图；
图5为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的风机径向振动监测与频谱分析图；
图6为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的风机轴向晃动时域图；
图7为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的风机动态下沉时域采集分析图；
图8为本发明提出的一种吊装射流风机的安全诊断方法及装置的风机静态下沉时域信号分析图。
图中：1支架、2磁条、3磁性编码传感器、4信号采集器、5信号分析处理模块、6信息传输模块、7网络连接线、8就地监测管理机构、9数据处理设备、10预埋铁、11风机、12BAS管理系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-8，一种吊装射流风机的安全诊断装置，包括支架1磁条2、磁性编码传感器3、信号采集器4、信号分析处理模块5、信息传输模块6、网络连接线7、就地监测管理机构8、数据处理设备9、预埋铁10、风机11和BAS管理系统12，风机11的顶部固定安装有预埋铁10，预埋铁10上焊接有支架1，支架1的底部一侧粘接有磁条2，风机11的顶部固定安装有磁性编码传感器3。
就地监测管理机构8的内部安装有信号采集器4、信号分析处理模块5和信息传输模块6，磁性编码传感器3与信号采集器4通过导线电性连接，信息传输模块6、数据处理设备9、就地监测管理机构8和BAS管理系统12通过网络连接线7连接，支架1的数量为两个，且支架1对称安装于风机11的两端顶部，预埋铁10预埋安装有风机的两端顶部，支架1垂直与风机11的顶部轴线，磁条2的长度大于风机11正常运行极限距离，磁条2的底部与支架1的底部持平对齐，磁性编码传感器3的底部通过旋紧螺栓固定连接有底座，且磁性编码传感器3的中心点与磁条2的中心点匹配，支架1为“L”字型结构，磁条2的宽度大于等于10mm，磁性编码传感器3与磁条2之间的间距为5mm。
上述一种吊装射流风机的安全诊断装置还包括诊断方法，包括以下步骤：
S1、将磁性编码传感器3安装在风机11顶部，并将磁条2粘接在支架1的下端一侧，使得磁性编码传感器3的中点与磁条2的中心点对应；
S2、磁性编码传感器3监测磁条2，通过磁性编码传感器3对风机11上下、前后移动位置精确监测；
S3、磁性编码传感器3通过信号电缆接入就地监测管理机构8，通过就地监测管理机构8内部的信号采集器4、信号分析处理模块5和信息传输模块6，对监测的信息进行计算分析；
S4、信息传输模块6将结果通过网络连接线7上传至数据处理设备9，数据处理设备9对结果进行可视化显示。
信号采集器4用于接收磁性编码传感器3发出的信号，并对信号进行数字化体现，信号分析处理模块5用于将接收的数字化信息进行分析诊断处理，就地展示风机11运行状态特征，包括振动、频率、幅度、位移，同时通过软件进一步频谱分析、特征库分析实现多种常规机械故障诊断，包括轴承磨损、不平衡、叶片损坏，分析风机静态沉降、倾斜、气流激振引起的低频晃动，信息传输模块6用于将结构的分析结果通过网络连接线7将所检测风机11的所有信息和安全诊断结果进行传输，就地监测管理机构8根据现场使用需要接入BAS管理系统12和其他管理系统。
本实施例中，首先将支架1与预埋铁10进行固定安装，将磁条2粘接在支架1的一侧底部，支架1下端靠近风机11顶部但是预留足够风机11振动空间，磁条2的宽度不小于10mm，长度不小于风机11上下运动极限范围，将磁性编码传感器3安装在风机11的顶部轴线位置，并使得磁性编码传感器3中心与磁条2中心对齐，磁性编码传感器3与磁条2水平保持5mm的安全初始距离，该距离根据磁性的强弱可进行调整，系统工作时，当风机11产生径向上下振动或位移，磁性编码传感器3可输出一对于高频脉冲信号，脉冲数量正比于移动的距离，精度高达0.01mm，脉冲相位表示运动方向，通过检测高频脉冲可获得振动波形；当风机11产生轴向水平的移动，磁性编码传感器3可输出另一组模拟量信号，信号正比于磁场强度，故通过该信号的采集可获得风机轴向移动的距离。
如附图2所述，磁性编码传感器3通过信号电缆接入就地监测管理机构8，所述就地监测管理机构8由信号采集器4、信号分析处理模块5、信号传输模块6集成，作为就地分布式监测分析预警管理装置可进行就地信号采集、处理、分析、数据管理、通讯等功能。信号分析处理模块5接收磁性编码传感器3的信号，设置多路通道可同时接入就近多组风机11，通过内部电路调理、计算、分解、采集完成磁性编码传感器3信号的数字化；
如附图5所示，信号分析处理模块5接收所述信号采集器4数字化信息，进行分析处理就地展示风机11运行状态特征如振动、频率、幅度、位移，同时通过软件进一步频谱分析、特征库分析实现多种常规机械故障诊断如轴承磨损、不平衡、叶片损坏等，也可分析风机11静态沉降、倾斜、气流激振引起的低频晃动；
如附图6所示，信号分析展示风机11轴向位置围绕中心线低频晃动，计算信号平均值所在范围可判别轴向的活动中心；
如附图7所示，在风机11运行状态下，风机11已经发生下沉，风机11工作波形已经发生下移；
如附图8所示，在风机11未运行状态下，风机11发生下沉，风机11在气流或其他外部因素下低频小范围晃动，检测获得风机11下沉距离是否在安全范围内；所述信息传输模块6具备信息传递和工业通用通讯接口，接收信号分析处理模块5的信息和分析结果通过网络连接线7将所监测风机11所有信息和安全诊断结果传输到上层系统。
如附图2所示，数据处理设备9，可接收多组就地监测管理机构8的信息，并对进行统一信息集中和管理，数据处理设备9在系统内实现全系统设备信息的集中展示、记录、分析、查询、管理，使得系统做到分布式安全诊断集中管理，所述就地监测管理机构8也可接入BAS管理系统12或其他管理系统并组成符合现场要求的定制系统。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。