变速旋转机械设备振动状态监测方法及装置

20241008

制造业

一、技术成熟程度： 本技术已经完成了原理验证和初步的工艺流程设计，技术成熟度处于实验室研发阶段。算法已经开发完成，并通过模拟测试验证了其有效性。目前，该技术已经能够实现对变速旋转机械设备在不同转速下的振动状态监测，具备向实际工业环境转化的潜力。 二、工艺、性能等指标参数情况： （1）数据采集精度：能够同步采集设备在不同转速下的竖直方向振动速度、水平方向振动速度和转速，采集精度达到工业应用标准。 （2）融合算法效率：采用全矢谱算法进行双通道信号融合，能够有效提取融合后振动速度的振动均方根值，并确定其均值和方差。 （3）特征提取准确性：振动均方根值的提取准确，能够真实反映设备的振动状态。 （4）拟合算法准确性：使用相关向量机算法拟合均值、方差与转速的关系，拟合精度高，能够获得准确的连续函数。 （5）报警阈值模型稳定性：构建的报警阈值模型参数稳定，能够适应不同转速下的监测需求。 （6）实时监测能力：能够实时获取设备当前振动均方根值和转速，并及时反馈振动状态。 （7）报警准确率：通过调整阈值因子，报警准确率可达到预设标准。 三、科技成果转化所处阶段： 目前，该技术处于实验室研发阶段，已经完成了初步的模拟测试和性能验证。下一步计划是进行实验室研究，以验证技术在实际工业环境中的适用性和稳定性。测试成功后，将进行产品化设计，开发出适用于不同工业场景的监测装置，并与相关企业合作进行市场推广和应用示范。

一、资金需求： 为实现本科技成果的转化，我们寻求合作伙伴提供充足的资金支持，这包括用于中试规模测试阶段的实验费用、产品化过程中的研发和生产成本、以及后续市场推广和销售的预算。资金还将用于购买先进的监测和生产设备，租赁或建设必要的实验室和生产场地，以及支付专业技术人员和市场推广人员的薪酬。此外，预计还将有一部分资金用于不可预见的支出，确保项目能够顺利进行。 二、场地需求： 在场地方面，需要一个能够满足中试规模测试的实验室空间，以及一个用于最终产品生产和组装的生产场地。实验室应具备适当的设施，如电源、通风系统和空间布局，以支持连续的监测和数据分析工作。生产场地则需要满足生产线的布置要求，包括足够的空间、适宜的环境条件和必要的设施支持。此外，还需要办公区域供项目管理人员和技术支持人员使用。 三、设备需求： 为了成功转化本科技成果，需要一系列先进的监测和生产设备。这包括高质量的数据采集系统、信号处理设备、加速度传感器、以及用于产品化设计的计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统。生产设备方面，需要自动化生产线、焊接设备、装配工具和质量检测工具。所有这些设备都应当符合工业标准，以确保产品的质量和性能。 四、人员需求： 在人员方面，需要一支由经验丰富的技术研发人员组成的团队，将负责算法优化、系统开发和产品化设计。同时，需要专业的测试工程师来执行中试规模的测试和性能验证，确保技术的可靠性和稳定性。生产技术人员负责监测装置的生产和质量控制，以满足工业生产的要求。此外，还需要市场推广人员来推动产品的市场接受度和销售。所有人员都应接受适当的培训，以确保他们能够熟练地使用相关设备和遵循项目要求。

可国（境）内外转让

一、经济效益： 变速旋转机械设备振动状态监测技术的实施预期将显著提升经济效益，通过实时监测和预警减少意外停机时间，降低维修成本，从而为企业节约大量运营成本。该技术通过优化维护计划，减少不必要的维修活动，有助于延长设备的使用寿命，减少设备更新换代的频率，进而降低长期成本。此外，随着技术的市场推广和应用，企业可以通过销售监测设备和提供相关服务开辟新的收入来源，增强市场竞争力。同时，该技术满足工业自动化和智能制造日益增长的需求，具有巨大的市场潜力，有助于创造就业机会，促进相关产业的发展。 二、社会效益： 在社会效益方面，变速旋转机械设备振动状态监测技术通过提前发现潜在的设备故障，有助于提高工业生产的安全性，减少安全事故的发生，保障工作人员的生命安全。此外，该技术通过减少设备故障导致的能源浪费和环境污染，支持工业生产的绿色化和可持续发展。

北京市昌平区人民政府

本成果提供了一种变速旋转机械设备振动状态监测方法及装置，该方法包括：当设备在正常状态下由下限转速增大至上限转速的过程中，同步采集所述设备的竖直方向振动速度、水平方向振动速度和转速；融合所述竖直方向振动速度和所述水平方向振动速度，提取融合后振动速度的振动均方根值，并确定所述振动均方根值的均值和方差；拟合所述均值、所述方差分别与所述转速的关系曲线，获得对应的连续函数；将所述连续函数代入预设的决策函数，获得报警阈值模型；实时获取所述设备当前的振动均方根值和转速，并将其代入所述报警阈值模型中以获取所述设备当前的振动状态。该装置包括：数据预采集模块，用于当设备在正常状态下由下限转速增大至上限转速的过程中，同步采集所述设备的竖直方向振动速度、水平方向振动速度和转速；振动特征提取模块，用于融合所述竖直方向振动速度和所述水平方向振动速度，提取融合后振动速度的振动均方根值，并确定所述振动均方根值的均值和方差；转速函数确定模块，用于拟合所述均值、所述方差分别与所述转速的关系曲线，获得对应的连续函数；阈值模型构建模块，用于将所述连续函数代入预设的决策函数，获得报警阈值模型；实时状态监测模块，用于实时获取所述设备当前的振动均方根值和转速，并将其代入所述报警阈值模型中以获取所述设备当前的振动状态。本成果可以提高变速旋转机械设备振动状态报警的准确率。