專利名稱：一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無油真空獲得領(lǐng)域，具體地說是一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置及方法。
背景技術(shù)：
無油真空泵系統(tǒng)因其潔凈無油，維護(hù)周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)在眾多領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景，如用于食品、醫(yī)藥領(lǐng)域以提高衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)，用于光伏和半導(dǎo)體芯片制造產(chǎn)業(yè)以提高光電轉(zhuǎn)換效率和提高產(chǎn)品性能。無油真空泵運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，一般由電機(jī)、雙主軸、轉(zhuǎn)子塊、齒輪和軸承組成。為保證無油真空泵的抽速與極限真空等技術(shù)指標(biāo)，無油真空泵異步電動(dòng)機(jī)一般選三相兩級(jí)電機(jī)，其轉(zhuǎn)數(shù)接近每分鐘3000轉(zhuǎn)，特殊工況達(dá)到每分鐘近6000轉(zhuǎn)。目前無油真空泵保護(hù)系統(tǒng)日趨完善，包括腔體內(nèi)防污染的氣體吹掃控制、殼體超溫控制等等。此外，實(shí)踐證明，高轉(zhuǎn)數(shù)工況下無油真空泵的整體壽命與軸承工作壽命密切相關(guān)。當(dāng)無油真空泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，軸承受載荷突變、工作溫升、電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化以及污染磨損等因素的影響，往往軸承在一個(gè)維護(hù)期內(nèi)損壞。特別在無油真空泵工作氣載粉塵大等較惡劣工況下，軸承失效具有很大的不確定性。無油真空泵運(yùn)行時(shí)，一旦軸承突然損壞，將導(dǎo)致無油真空泵卡死，電機(jī)過載機(jī)組停機(jī)等嚴(yán)重故障，造成無油真空泵內(nèi)部零件破損和配套生產(chǎn)線停產(chǎn)。如能及時(shí)對(duì)軸承工作時(shí)基本狀態(tài)(包括溫度、噪聲、速度和震動(dòng))進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障，對(duì)軸承失效提前進(jìn)行預(yù)防，可使無油真空泵工作的可靠性大為提高、維護(hù)成本大幅下降。軸承的早期失效一般伴隨著震動(dòng)及噪聲的明顯增大，由于現(xiàn)場(chǎng)工況復(fù)雜、環(huán)境噪聲嘈雜，無油真空泵軸承工作震動(dòng)及噪聲異常情況很難被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步損壞將不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本的有效裝置及方法對(duì)其軸承工作狀態(tài)下的震動(dòng)及噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，包括駐極體話筒、無油真空泵、聲音處理模塊和上位機(jī)；駐極體話筒與無油真空泵連接，用于收集無油真空泵中軸承產(chǎn)生的聲音信號(hào)；聲音處理模塊與駐極體話筒連接，用于將駐極體話筒收集到的聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理后，發(fā)送到上位機(jī)。所述駐極體話筒至少有兩個(gè)，并且分別設(shè)置于靠近軸承處。所述聲音處理模塊為用于將聲音信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的接口電路。所述聲音信號(hào)包括軸承震動(dòng)產(chǎn)生的聲音信號(hào)和噪聲信號(hào)。一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)方法，無油真空泵產(chǎn)生的聲音信號(hào)經(jīng)過駐極體話筒收集后，通過聲音處理模塊進(jìn)行濾波、放大處理，并發(fā)送到上位機(jī)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)保護(hù)。所述監(jiān)測(cè)保護(hù)包括以下過程將監(jiān)測(cè)到的聲音信號(hào)U與無油真空泵正常工作時(shí)的聲音信號(hào)的最大值Umax進(jìn)行比較，如果UXJmax,則出現(xiàn)無油真空泵損壞情況；如果U ( Umax,則無油真空泵正常工作。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明可以實(shí)時(shí)對(duì)無油真空泵軸承震動(dòng)及噪聲進(jìn)行有效檢測(cè)，對(duì)其早期失效進(jìn)行分析，對(duì)提高無油真空泵可靠性能；2.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，有利于批量配套使用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為駐極體話筒、2為無油真空泵、3為電機(jī)；圖2是本發(fā)明的接口電路原理圖，其中R為電阻、V為電源、M為駐極體話筒，C為電容，F(xiàn)為放大器，U為信號(hào)輸出。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明使用的駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛用于盒式錄音機(jī)、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個(gè)上面有若干小孔的金屬電極(背稱為背電極)構(gòu)成。駐極體面與背電極相對(duì)，中間有一個(gè)極小的空氣隙，形成一個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式=Q=CU所以當(dāng)C變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲_電的變換。如圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，包括安裝在無油真空泵軸承附近的兩個(gè)駐極體話筒和接口電路等部件。駐極體話筒安裝在軸承附近，軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的噪聲傳給駐極體話筒。通過兩個(gè)駐極體話筒對(duì)無油真空泵軸承的震動(dòng)及噪聲聲波交流的音頻信號(hào)進(jìn)行分析處理，完成對(duì)軸承工作狀態(tài)的提示和報(bào)警?？梢詫?shí)時(shí)對(duì)無油真空泵軸承震動(dòng)及噪聲進(jìn)行有效檢測(cè)，對(duì)其早期失效進(jìn)行分析，提高了無油真空泵的可靠性指標(biāo)。本發(fā)明裝置具有簡(jiǎn)單有效、成本低的特點(diǎn)，有利于批量配套使用。如圖2為本發(fā)明的接口電路原理圖，駐極體話筒加入一個(gè)直流偏置電壓，軸承的震動(dòng)及噪聲聲波的音頻信號(hào)會(huì)疊加到這個(gè)偏置電壓上，用電容的隔直流功能，濾掉直流成分，得到交流的音頻信號(hào)(信號(hào)輸出)被送入無油真空泵控制系統(tǒng)。設(shè)備正常工作時(shí)的軸承震動(dòng)及噪聲信號(hào)記為Umax,當(dāng)軸承早期出現(xiàn)故障時(shí)，噪聲信號(hào)U隨之增大，當(dāng)U大于U-時(shí)即超過報(bào)警閥值時(shí)，控制系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而完成對(duì)軸承工作狀態(tài)的鑒控。
權(quán)利要求
1.一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:包括駐極體話筒、無油真空泵、聲音處理模塊和上位機(jī)； 駐極體話筒與無油真空泵連接，用于收集無油真空泵中軸承產(chǎn)生的聲音信號(hào)； 聲音處理模塊與駐極體話筒連接，用于將駐極體話筒收集到的聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理后，發(fā)送到上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述駐極體話筒至少有兩個(gè)，并且分別設(shè)置于靠近軸承處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述聲音處理模塊為用于將聲音信號(hào)進(jìn)行濾波和放大的接口電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于:所述聲音信號(hào)包括軸承震動(dòng)產(chǎn)生的聲音信號(hào)和噪聲信號(hào)。
5.一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)方法，其特征在于:無油真空泵產(chǎn)生的聲音信號(hào)經(jīng)過駐極體話筒收集后，通過聲音處理模塊進(jìn)行濾波、放大處理，并發(fā)送到上位機(jī)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)保護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)方法，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)保護(hù)包括以下過程: 將監(jiān)測(cè)到的聲音信號(hào)U與無油真空泵正常工作時(shí)的聲音信號(hào)的最大值Umax進(jìn)行比較，如果U>Umax，則出現(xiàn)無油真空泵損壞`情況；如果U ( Umax,則無油真空泵正常工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無油真空泵軸承噪聲監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置及方法，駐極體話筒設(shè)置于無油真空泵中的軸承處，用于收集無油真空泵中軸承產(chǎn)生的聲音信號(hào)；聲音處理模塊與駐極體話筒連接，用于將駐極體話筒收集到的聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波處理后，發(fā)送到上位機(jī)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)保護(hù)。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)對(duì)無油真空泵軸承震動(dòng)及噪聲進(jìn)行有效檢測(cè)，對(duì)其早期失效進(jìn)行分析，對(duì)提高干泵可靠性能；裝置簡(jiǎn)單、成本低，有利于批量配套使用。
文檔編號(hào)F04B51/00GK103075333SQ20121059356
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者張寧, 王光玉, 張軍, 李良進(jìn), 郭麗娟 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器股份有限公司