《工况监测与故障诊断技术 第4章 性能参数监测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工况监测与故障诊断技术 第4章 性能参数监测（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2012-04-23第4章 性能参数监测第4章 性能参数监测02012-04-234.1 概述4.1 概述 定义：定义：通过测定机械设备的各项性能参数值（如温度、压力、油耗等），将这些数据进行处理，然后同基准参考值相比较，得出分析结果（如偏高、偏低、过高、过低），从而可以看出机械在整体性能方面或零件性能方面存在的问题，并进行分析判断其故障部位及发展趋势的技术。通过测定机械设备的各项性能参数值（如温度、压力、油耗等），将这些数据进行处理，然后同基准参考值相比较，得出分析结果（如偏高、偏低、过高、过低），从而可以看出机械在整体性能方面或零件性能方面存在的问题，并进行分析判断其故障部位及发展趋势的技
2、术。参数参数运行整体性能运行整体性能12012-04-23特点：特点：（1）获得被监测对象的整体性能。（）获得被监测对象的整体性能。（2）较容易被现场设备管理和维修人员接受。（）较容易被现场设备管理和维修人员接受。（3）便于实现在线监测。（）便于实现在线监测。（4）可利用被监测对象配有的测试仪表，投资少。）可利用被监测对象配有的测试仪表，投资少。22012-04-23 监测参数的分类：监测参数的分类：（1）基本参数：长度、质量、时间、电流、温度和光强等；基本参数：长度、质量、时间、电流、温度和光强等；（2）主要参数：力、压力、功、能量、功率、电荷、电位差、电阻、电容、电感和导热率等；主要参数：
3、力、压力、功、能量、功率、电荷、电位差、电阻、电容、电感和导热率等；（3）次要参数：力矩、冲量、流量、燃料消耗率、单位燃料消耗率等。次要参数：力矩、冲量、流量、燃料消耗率、单位燃料消耗率等。4.2 监测参数的选择4.2 监测参数的选择32012-04-23 选择监测参数的要求：选择监测参数的要求：（1）要有足够的信息量。（）要有足够的信息量。（2）监测参数与故障之间有较好的灵敏度。（）监测参数与故障之间有较好的灵敏度。（3）在投资少和时间花费少的前提下，确保测量有较高的精度。）在投资少和时间花费少的前提下，确保测量有较高的精度。 在柴油机的性能参数监测选择的监测参数主要是热工参数。在柴油机的性
4、能参数监测选择的监测参数主要是热工参数。包括：油、水系统的温度与压力、各缸的排气温度、进排气管平均压力、各种压力差、曲轴箱压力、空气流量、转速、各缸指示功率、油耗、气缸示功图、喷油压力曲线、进排气管压力波、压缩压力和爆发压力等。包括：油、水系统的温度与压力、各缸的排气温度、进排气管平均压力、各种压力差、曲轴箱压力、空气流量、转速、各缸指示功率、油耗、气缸示功图、喷油压力曲线、进排气管压力波、压缩压力和爆发压力等。42012-04-23监测参数的确定方法：监测参数的确定方法：（1）确定被监测对象。（）确定被监测对象。（2）明确与上述被监测对象相关的结构参数和技术指标。（）明确与上述被监测对象相关
5、的结构参数和技术指标。（3）找出影响各结构参数和技术指标的故障型式。（）找出影响各结构参数和技术指标的故障型式。（4）分析各故障型式所对应的故障症兆。（）分析各故障型式所对应的故障症兆。（5）确定反映故障症兆的监测参数。）确定反映故障症兆的监测参数。52012-04-23监测对象（缸套监测对象（缸套-活塞环活塞环-活塞）活塞）缸套与活塞间隙缸套与活塞间隙活塞环与环槽间隙活塞环与环槽间隙活塞环开口间隙活塞环开口间隙活塞环弹性活塞环弹性缸套或活塞磨损缸套或活塞磨损环槽磨损环槽磨损活塞环折断活塞环折断活塞环积炭活塞环积炭撞击、噪声撞击、噪声润滑油中磨损产物润滑油中磨损产物曲轴箱 漏气曲轴箱 漏气滑油
6、 烧损滑油 烧损排气 浓度排气 浓度压缩 空气压缩 空气功 率功 率燃油消 耗率燃油消 耗率滑油消耗量、功率、曲轴箱内压力、压缩空气、燃油消耗率、振动、滑油中磨粒浓度滑油消耗量、功率、曲轴箱内压力、压缩空气、燃油消耗率、振动、滑油中磨粒浓度62012-04-23 定义：定义：通过测温技术测量监测对象的表面或内部温度，以温度的大小和分布来分析监测对象的运动状态和与热相关的故障，并判断其发展趋势。通过测温技术测量监测对象的表面或内部温度，以温度的大小和分布来分析监测对象的运动状态和与热相关的故障，并判断其发展趋势。 膨胀式、热电阻、热电偶、辐射式膨胀式、热电阻、热电偶、辐射式 接触式测温：接触式测
7、温：热平衡、存在一定的测量滞后热平衡、存在一定的测量滞后 非接触式测温：非接触式测温：辐射式测温辐射式测温4.3 温度监测4.3 温度监测4.3.1 温度监测基础4.3.1 温度监测基础72012-04-23液体膨胀式玻璃温度计液体膨胀式玻璃温度计4.3.2 接触式温度测量4.3.2 接触式温度测量水银（水银（-35350）；有机液体（）；有机液体（-200200）。）。避免急冷急热；防止断液；避免气泡和视觉误差。避免急冷急热；防止断液；避免气泡和视觉误差。82012-04-23压力式玻璃温度计压力式玻璃温度计小型压力式温度计常用于内燃机中冷却水、润滑油系统的温度监测。小型压力式温度计常用于内
8、燃机中冷却水、润滑油系统的温度监测。92012-04-23双金属温度计双金属温度计金属片受热后由于两种金属片的膨胀系数不同而产生弯曲变形，弯曲的程度与温度高低成比例。金属片受热后由于两种金属片的膨胀系数不同而产生弯曲变形，弯曲的程度与温度高低成比例。102012-04-23热电阻温度计热电阻温度计利用电阻与温度呈一定函数关系的金属导体或半导体材料制成 感温元件，当温度变化时，电阻随温度而变化，通过测量电路的 转换，在显示器上显示出温度值。利用电阻与温度呈一定函数关系的金属导体或半导体材料制成 感温元件，当温度变化时，电阻随温度而变化，通过测量电路的 转换，在显示器上显示出温度值。大多数金属导体
9、当温度上升大多数金属导体当温度上升1时，其电阻值均增大时，其电阻值均增大0.4 0.6；而半导体当温度上升；而半导体当温度上升1时，其电阻值则下降时，其电阻值则下降36。是一种较为理想的高温测量仪表，但在较低温度测量时，由于 产生的热电势较小，测量精度相应降低。是一种较为理想的高温测量仪表，但在较低温度测量时，由于 产生的热电势较小，测量精度相应降低。在在-200500温度范围内，一般使用热电阻温度计测量效果 较好。温度范围内，一般使用热电阻温度计测量效果 较好。感温金属导体：铂、铜、镍金属丝电阻温度计感温金属导体：铂、铜、镍金属丝电阻温度计感温金属半导体：半导体热敏电阻温度计感温金属半导体：
10、半导体热敏电阻温度计112012-04-23热电偶温度计热电偶温度计热电偶是由两种不同的导体（ 或半导体）材料焊接或铰接在一起，焊接的一端与被测介质充分接触，感受被测温度，称为热电偶的工作端或热端；另一端与导线连接，称为自由端或冷端。导体、称为热电极。热电偶是由两种不同的导体（ 或半导体）材料焊接或铰接在一起，焊接的一端与被测介质充分接触，感受被测温度，称为热电偶的工作端或热端；另一端与导线连接，称为自由端或冷端。导体、称为热电极。如果将热电偶的热端加热，使得冷、热两端的温度不同，则在该热电偶回路中就会产生热电势，这种物理现象就称为热电现象（热电效应）。如果将热电偶的热端加热，使得冷、热两端的
11、温度不同，则在该热电偶回路中就会产生热电势，这种物理现象就称为热电现象（热电效应）。122012-04-23热电偶温度计测量范围广、结构简单、使用方便，测温准确可靠、便于信号的远传、自动纪录和集中控制。热电偶温度计测量范围广、结构简单、使用方便，测温准确可靠、便于信号的远传、自动纪录和集中控制。按材料分为贵金属热电偶（如铂铑合金）和廉金属热电偶（如铜镍、镍铬合金）。按材料分为贵金属热电偶（如铂铑合金）和廉金属热电偶（如铜镍、镍铬合金）。132012-04-23易熔合金测温法易熔合金测温法 基于纯金属及某些合金（共熔合金）具有各自固定的熔点，把这些具有固定熔点的金属（合金）丝嵌入被测零部件的表面
12、，当零部件经过一定时期的运转后观察金属丝是否熔化来确定该点的温度范围。基于纯金属及某些合金（共熔合金）具有各自固定的熔点，把这些具有固定熔点的金属（合金）丝嵌入被测零部件的表面，当零部件经过一定时期的运转后观察金属丝是否熔化来确定该点的温度范围。 安装方便，尤其对运动零部件的测温简单易行，测试结果直观。但是每次只能测一种工况下的温度值，且各点的绝对温度值难以精确确定。安装方便，尤其对运动零部件的测温简单易行，测试结果直观。但是每次只能测一种工况下的温度值，且各点的绝对温度值难以精确确定。142012-04-23硬度塞测温法硬度塞测温法 是基于金属材料淬火后，若在不同的温度下进行回火，则该金属材
13、料的表面硬度也将不同，回火温度越高，则表面硬度越低。是基于金属材料淬火后，若在不同的温度下进行回火，则该金属材料的表面硬度也将不同，回火温度越高，则表面硬度越低。 安装方便，不需引线，易进行温度场的测量；但测量精度不高，而且硬度计要求有一定经验的专业人员进行操作，以免因操作不当带来过大的误差。安装方便，不需引线，易进行温度场的测量；但测量精度不高，而且硬度计要求有一定经验的专业人员进行操作，以免因操作不当带来过大的误差。152012-04-23示温涂料法示温涂料法 利用某些物质的颜色随温度变化的特性来进行测温。利用某些物质的颜色随温度变化的特性来进行测温。 示温涂料法测温通常要求示温涂料随温度
14、变化的过程不可逆。示温涂料法测温通常要求示温涂料随温度变化的过程不可逆。 示温带示温带有条形自粘带和自粘圆片两种。有条形自粘带和自粘圆片两种。 示温笔示温笔粗略测定表面温度。粗略测定表面温度。 示温涂料示温涂料检查大面积温度。检查大面积温度。 测温范围在测温范围在40260之间。之间。162012-04-23示温蜡片测温法示温蜡片测温法 利用某些物质在不同温度下能够发生熔化或变色的特性进行测温。利用某些物质在不同温度下能够发生熔化或变色的特性进行测温。 国产的示温蜡片的额定显示温度有国产的示温蜡片的额定显示温度有60、 70、80、 90、 100五种。五种。 使用时可根据机械额定工作温度选择
15、相应的示温蜡片粘在监测部位，当被测部位温度超过示温蜡片额定温度时，示温蜡片即熔化脱落，从而发现过热现象。使用时可根据机械额定工作温度选择相应的示温蜡片粘在监测部位，当被测部位温度超过示温蜡片额定温度时，示温蜡片即熔化脱落，从而发现过热现象。172012-04-234.3.3 非接触式测温（红外测温）4.3.3 非接触式测温（红外测温）红外概念：电磁波红外概念：电磁波近红外区：近红外区： 0.781.5 m中红外区：中红外区： 1.56 m 远红外区：远红外区： 6 15 m 极远红外区：极远红外区：151000 m182012-04-23红外测温技术红外测温技术1）运动的或带电的物体，如轴承、
16、轴、变电设备等；）运动的或带电的物体，如轴承、轴、变电设备等；2）敏感的、潮湿的或被覆盖的表面；）敏感的、潮湿的或被覆盖的表面；3）很难同表面形成良好接触的不规则结构，如电机中的线圈端头；）很难同表面形成良好接触的不规则结构，如电机中的线圈端头；4）必须避免导热的微小物体，如电子器件；）必须避免导热的微小物体，如电子器件；5）会使接触式传感器受到破坏的高温材料，如溶化的金属；）会使接触式传感器受到破坏的高温材料，如溶化的金属；6）检测炉子或管道等大表面上的局部温差；）检测炉子或管道等大表面上的局部温差；7）温度急剧变化的物体；）温度急剧变化的物体；8）由于距离或安全原因而不能接近的物体，如大型烟囱、反应塔和加热炉炉门。）由于距离或安全原因而不能接近的物体，如大型烟囱、反应塔和加热炉炉门。192012-04-23红外测温技术的优
