设备点检中需测量的重要参数

目前，很多企业都在开展点检、巡检和状态检修方面的工作，点检的主要目的是完整采集、存储、整理、分析设备数据，确诊设备管理的健康状况，为状态检修提供有用资料。对于大多数机械设备，主要应采集振动、温度、声学3个方面重要数据。现结合邢台电厂在点检中的实践，就如何才能准确、完整、合理地采集这3个方面的重要数据谈几点看法。

1 点检中的振动数据测量

振动是机械设备运行中的重要数据，反映振动的基本参数主要有3个：振幅、相位、频率。描述振幅有3个物理量：位移、速度、加速度。为了有效反映机器设备的安危状态，对于工作性质、转速、结构不同的机器，理论上应采用不同的振动物理量描述，例如对于高频或带有较大冲击的机器用加速度描述较合理；相反，对于转速较低、无明显冲击的机器，应采用振动位移来描述。但长期以来全部沿用振动位移描述机器设备振动的大小，主要有下列原因：

(1)由于有些设备(如汽轮发电机组)动静间隙很小，为避免振动过大发生动静碰摩，采用振动位移限制振动较采用速度、加速度有效。

(2)支承动刚度一定时，振动位移是转子不平衡力的单值函数，因而采用位移作为转子平衡重量计算依据较采用速度有效。

(3)故障诊断经验证明，采用振动位移描述故障特征和现象，较采用振动速度容易和直观。

(4)由于测量振动的历史原因。早期的振动测量技术，测量位移较测量速度、加速度容易，因此对振动位移建立了明确的直观概念。尽管目前测量振动速度较测量位移容易实现，但由于上述3个原因，在目前机组振动测量、故障诊断、振动状态评价中有时虽也有采用振动烈度(速度均方根值)，但没有振动位移使用得广泛。因此对于点检仪来说，测量振动的位移必不可少，对于电厂复杂的机械设备，测量振动的速度、加速度也很有必要。同时仪器必须有足够的频率响应范围，以满足不同转速机械使用，测量时振动数值一定要稳定。振动频谱和相位在进行故障诊断时才具有实际意义，点检仪中相位测量和频谱分析一般没有必要。点检仪的振动测量部分与点检仪器应整体校验，测量部分能全内置最好，有些厂家采用外配振动传感器到点检仪中，导致测量振动时传感器和点检仪测量功能不能同时校验，造成较大误差，因此，在选择点检仪时必须注意这个问题。

2点检中的温度测量

温度是工业生产中重要的热工参数之一，温度的变化与被测设备的性能和工况有密切关系。因此，温度测量是点检测量、数据采集中必不可少的，分为接触式测温和非接触式测温。接触式测温主要是测量物体内部、液体、气体、粒状物、熔化物等的温度。

目前常用方法有以下几种。

(1)热电阻测温。利用导体或半导体电阻值随温度变化的性质进行测温，通常以金属热电阻或半导体热敏电阻作为敏感元件。金属导体热电阻测温范围为一200～85 qC，半导体热敏电阻测温范围为一270～1 300℃。

(2)热电偶测温。基本原理是利用物体的热电效应，计量出热电势，求出对应的温度值。

(3)红外测温。点检中大量要求测量物体表面温度，接触测温由于热接触和热平衡常常带来较大误差，在应用范围上也有一定局限性。因此，非接触测温越来越受到重视。

任何物体都存在热辐射，物体温度不同，辐射的波长组成成分不同，辐射能的大小也不同。热辐射中很重要的成分是红外线辐射，红外线辐射是从可见光的红端到毫米波端的波长范围内的电磁辐射，物体自身发射的红外辐射强度反映了物体自身的温度，能提供物体热状态的重要信息，可用来揭示物体的形状特征。目前红外测温技术已广泛应用于各个领域，在工业方面主要应用于电力、冶金、化工、建筑、电子等方面的故障检查和工业过程控制。在电力系统中，输电电缆接头发热是电力设备经常出现的故障，为防止过热造成停电事故，过去需用大量人力测量接头或导线的电阻比，利用红外测温则只需手持仪器对着导线直接测量，几秒钟即可完成。因此点检仪中必须具有红外测量的功能，测量时必须注意以下红外测温的几个技术问题：

a．距离系数。它是红外测温仪特有的重要技术指标，为仪器到目标直线距离和目标直径之比。使用不当会导致测量误差加大。

b．温度范围。由于红外测温传感器材料不同，所能测量的温度范围也不同，测量时一定要注意选择测温范围。

3点检中的声学测量

利用声响判断设备是否出现故障是以前常用的简易方法，例如电厂操作人员用听棒检查轴承的运行状态等，这种检测方法只能是一种定性的故障检测手段，依赖于人的经验和技巧。现代声学监测技术已有了很大发展，主要有声响和噪声监测技术、超声波检测技术和声发射技术等。

3.1 声响和噪声测量

利用声音和噪声的测量与分析进行机器设备监测及诊断主要有下列几种方法。

(1)简易诊断法。通过人的听觉系统主观判断噪声源的频率和位置，粗估机器运行是否正常；借助于电子听诊器，对机器进行接触或非接触扫描，通过声响分析寻找机器的噪声源和主要发声部位。这种方法可用于机器运行状态的一般识别和精密诊断的定位。

(2)通过频谱分析进行精密诊断。频谱分析是识别声源的重要方法，特别是对噪声频谱的结构和峰值进行分析，可求出峰值及对应特征频率，进而寻找发生故障的零部件及故障原因。

(3)声强法。声强法对测量环境无特殊要求，并可在距离被测设备较近的范围内测量，测量既方便又迅速，但仪器相对较复杂。

3.2 超声波测量

正常人耳可以听到的声音频率为20～20000Hz，在此范围内的声音为可听声；频率低于20Hz的为次声；频率高于20000Hz的为超声。超声波具有良好的指向性，频率越高，指向性越好，因而可用来准确确定故障的部位。

3.3 声发射测量

当加载物体发生塑性变形，内部晶格位错运动，使晶界滑移时，或在裂纹成核扩展和物体断裂及其他缺陷增长时，都会以弹性波的形式释放出猝发能量，这种现象称为声发射。声发射技术在金属部件裂纹探测方面已获得十分广泛的应用，可用来监测运行状况下设备金属部件裂纹的发生和发展。