监测系统的组成.ppt
《监测系统的组成.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《监测系统的组成.ppt(66页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、监测系统的组成,为了进行诊断,下列三项工作是必要的: 与异常或故障相对应的信号的检测 引出信号的特征,也就是信号处理 识别故障原因,标定故障部位,即用于判定故障的软件,2.1 系统的组成和分类,信号变送系统(现场),数据采集系统(设备附近),处理和诊断系统(主控制室),2.1 系统的组成和分类,实现状态自动监测的全过程应包括以下基本功能: (1)信号的变送(传感技术) 用传感器收集原始信号 (2)信号的处理(抗干扰技术) 对传感器送来的信号进行适当预处理。如提高系统的信噪比 (3)数据的采集 经过预处理的信号进行采集、A/D转换和记录 (4)信号的传输 将信号传送到远离现场的数据处理单元,(5
2、)数据处理 对所采集的数据进行处理和分析,获取反映设备状态的特征值,为诊断提供有效的数据和信息 (6)诊断 根据数据处理的结果,报告设备的状态、故障的部位。,大多数的诊断工作是靠人工的有效干预来完成的。但是,随着有知识库的专家系统的发展,在一定条件,自动化的诊断系统的实现也是完全可能的。,2.1 系统的组成和分类,系统的分类: 1、按使用场所分 便携式和固定式 2、按监测功能分 单参数监测系统 多参数综合性监测系统 3、按诊断方式分 人工诊断 自动诊断,2.2 传感器,一、概述 传感器是将反映设备状态的各种物理量监测出来。要求传感器既能反映出原来的物理量,还要和信号处理、数据采集系统相匹配。
3、通常由敏感元件和转换元件两部分构成。 传感器的输出通常是电信号(易于处理)。,2.2 传感器,正确选用传感器是设备诊断技术的一个关键环节 传感器的基本要求三个方面: 1、能监测出反映设备状态特征量的信号,有良好的静态特性和动态特性。 2、对被测设备无影响或影响很微弱,吸收待测系统的能量极小,能和后续单元很好地匹配 3、可靠性好,寿命长,如要求传感器输出的电流或电压信号,能符合模拟式数字技术的要求,否则必须经过信号调理。,2.2 传感器,传感器的种类: 按用途划分:温度、振动、电流、电压等 按工作原理划分:应变式、压电式、电阻式等 按是否需要能量支持划分:无源和有源 按传感器技术的发展阶段划分:
4、结构型、物性型和智能型,2.2 传感器,二、温度传感器 1、固体温度传感器 (1)热电偶 西贝克原理:温度的不同而产生电动势(温差电效应),把两种不同导体的两端用焊接方法连接起来。 测温时,一般将一接点置于被测温度场中,称测温端或工作端,另一接点放在某一恒定温度的物体内,称参考端或自由端。,热电偶产生的电势值和它所测温度间关系近似为二次方程,如下式:,这种装置的使用寿命,主要取决于工作温度和端点材料的尺寸大小。 电机温度监测中用得最广泛的是由铜一康铜和铬镍合金一铝镍合金制成的热偶元件其使用寿命很长,可以使用许多年。 缺点:灵敏度低,重复性不好,线性很差,2.2 传感器,(2)电阻式温度计 是基
5、于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成 两种结构:薄膜式和金属丝绕制(铂金和镍) 可广泛用来做气体温度的测温元件 电阻式温度计的电阻的基值通常选定在0时为100欧。通常用惠斯登电桥来测量其电阻 优点:较大温度范围内具有良好的线性度,测量准确度较高 缺点:灵敏度较低,价格较贵。薄膜式元件的阻值常时间使用后还会产生漂移。,2、半导体温度传感器 (1)热敏电阻 电阻值是温度的函数(阻值随温度变化大) 优点:灵敏度高。响应快、体积小,成本低,可作开关用(如:当温度超过规定的极限时,用它来启动报警装置) 缺点:线性度差,需要修正和补偿。,(2)温敏二极管
6、和晶体管,温敏二极管在恒定电流条件下,PN结的正向电压与温度在很宽的范围内有良好的线性关系 温敏晶体管在恒定集电极电流条件下,发射结上的正向电压随温度上升而近似线性下降 温敏晶体管与外围电路集成化,由于小型化、使用方便和成本低廉成为半导体温度传感器的主要发展方向,3、光纤温度传感器 透射光的强度随温度上升而下降。 优点:高灵敏度、线性和动态范围,体积小,抗电磁干扰能力强 具有耐高温、耐水和良好的绝缘性,适用于监测处于高电位处或设备内部的温度。,图:半导体吸收型光纤温度传感器 (a)传感器组成 (b)传感器结构,其敏感元件是半导体传感器,它是用一个细小的不锈钢管中间夹持着一个半导体晶体薄片,两端
7、分别固定住输入光纤和输出光纤,输入光纤另一端与一个光发射器(激光器)相连接,输出光纤的末端则和一个光接收器(受光器)相连。 当位于被测介质中的半导体传感器的温度有微小变化时,光发射器发出恒定亮度的光信号,沿着输入光纤传输,透过半导体晶体薄片后,其亮度受半导体晶体薄片的调制,透过的光由输出光纤传送主光接收器,通过光接收器的显示仪表,即能指示出被测介质的温度值。,2.2 传感器,三、振动传感器 振动不仅包括旋转电机的机械振动,还包括因静电力或电磁力作用引起的振动。如变压器局部放电引起的微弱振动等。 根据测量振动的三个参数位移、速度和加速度,振动传感器可分为位移传感器、速度传感器和加速度传感器。 根
8、据振动频率确定所需测量的量。随频率上升应分别选用位移传感器、速度传感器和加速度传感器。,振动的速度增加时,位移量减小而加速度要增加,(1)位移传感器 非接触式或邻近式位移传感器 当被监测系统运动部分质量较小,传递的力也是很小的时候,用位移传感器来测量振动是最好的方案。 低频区有效,灵敏度达到 ,广泛应用于测量外壳位移量很小的重型电机基座的振动和偏心度。,2、速度传感器 由电势的大小来测定振动的速度。 在10Hz一1kHz的频率范围内,用速度传感器测量振动速度是最为有效的。 常用于测量各类电机的振动的均方值。 优点:输出信号大,几乎不需要再增加信号适配器 缺点:不够坚固,3、加速度传感器 近年来
9、,常常用加速度传感器来测量速度和位移,因为通过积分就可以从加速度求出速度与位移。 传感器输出电压正比于被测物体的振动加速度 常用来测量频率较高的振动,特别是对于频率超过1kHz的振动优点更为突出。 是三个测量参数中灵敏度最高的。 4、声发射传感器 监测更高频率的信号,60kHz100MHz。 有窄带和宽带两种,在线监测常用窄带。,2.2 传感器,四、红外线传感器(新型传感器) 用途:物体温度越高,发射的红外辐射就越多,因此可用来测量物体的温度 不同的气体或液体只能吸收某一波长或几个波长范围的红外辐射能,因此可用于进行成分分析 优点:非接触式的温度测量,测温速度快、范围广,测量灵敏度高;对被测温
10、度场无干扰,可测量各种物体的温度 类型:热探测器,光子探测器,2.2 传感器,五、电流传感器 1、互感器型的电流传感器 宽带型电流传感器和窄带型传感器 2、低频电流传感器(50Hz250Hz) 测量电容性设备的介质损耗角正切和氧化锌避雷器阻性电流 3、霍耳电流传感器 利用半导体材料的磁敏特性,通过测量其磁感应强度,推算出待测电流 如用于断路器分合闸线圈电流的监测,4、光纤电流传感器 试验阶段 传光型(有源)电流传感器和功能型(无源)电流传感器,2.2 传感器,六、电压(电场)传感器 1、电场传感器 2、耦合式传感器 常用于监测局部放电的特高频信号,广泛应用于电机和GIS的在线监测,2.2 传感
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 监测 系统 组成
链接地址:https://www.31doc.com/p-2565065.html