艦艇傳動鏈狀態(tài)監(jiān)測的振動傳感器應用

一、艦艇傳動鏈狀態(tài)監(jiān)測的行業(yè)背景

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促進了船舶行業(yè)的發(fā)展，船舶運輸作為海上運輸?shù)闹匾绞剑l(fā)揮著積極的作用。對于船舶來說，其動力設備是整個船舶運行的核心與關鍵。動力設備出現(xiàn)故障，將會直接影響整個船舶航運的安全。對船舶的動力設備做出必要的狀態(tài)監(jiān)測和故障分析，是保證船舶安全運行的關鍵。

二、艦艇狀態(tài)監(jiān)測目的

在船舶航行過程中，船舶動力設備為船舶安全航行提供可靠支持，狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的實現(xiàn)，能夠全面把握船舶動力設備運行情況，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，并采取有效措施排除故障，降低船舶運行過程中安全事故的發(fā)生幾率。在此種情況下，探究船舶動力設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術，具有一定現(xiàn)實意義。

三、基于振動的船舶動力設備監(jiān)測診斷技術

1、基于行業(yè)標準的船舶動力設備振動法監(jiān)測技術

　　對于船舶動力設備來說，振動法監(jiān)測技術是一種有效的方式，實際監(jiān)測過程中，以設備狀態(tài)評價標準為依據(jù)，在振動診斷的支持下，以總振動速度的均方根值、振動烈度、振動量級作為主要評價參數(shù)，結合船舶動力設備的具體類型選擇評價標準并加以規(guī)范應用，并且要科學分析設備運動機理，以提高診斷的科學性和有效性。

2、基于動力設備故障機理的振動監(jiān)測診斷方法

　　在柴油機狀態(tài)監(jiān)測方面，振動診斷技術時一種有效的方式，在振動法的作用下，活塞與缸套之間間隙會發(fā)生變化，通過缸套振動特征表現(xiàn)出來，在傳遞作用下可預測缸套與活塞間隙狀態(tài)變化，綜合反映出激勵力沖擊，進而通過氣缸表面振動信號來判斷氣閥狀態(tài)。在齒輪箱振動診斷方面，以溫度、振動來體現(xiàn)齒輪箱運行狀態(tài)，對振動信號時頻成分進行分析，進一步對故障加以診斷。設備故障頻率的計算，以齒輪、滾動軸承、轉子為對象，通過對動力設備振動機理的把握，了解設備故障特征，從而對振動進行科學化處理。

三、振動分析法

該方法利用船舶柴油機在工作時產生的振動信號，經(jīng)測試、數(shù)據(jù)分析及處理來掌握內部零部件的狀態(tài)并進行故障趨勢分析和診斷。其方法具有診斷速度快、準確率高和能夠實現(xiàn)在線診斷的特點，在船舶動力機械中被廣泛應用。該方法目前主要應用在船舶動力機械以下設備的監(jiān)測診斷。（1） 活塞—缸套磨損的振動監(jiān)測。根據(jù)活塞—缸套在不同磨損狀態(tài)下機身振動響應，可以用功率譜峰值和總能量作為判別活塞—缸套磨損狀態(tài)的特征參數(shù)。

（2） 氣閥漏氣故障的振動監(jiān)測。根據(jù)汽缸蓋振動響應的時域波形圖和氣閥定時規(guī)律和上止點信號，可以從汽缸蓋表面的振動響應中，識別主要激勵源的振動響應。可以從汽缸蓋表面振動響應的功率譜判別氣閥漏氣狀態(tài)。

（3） 柴油機主軸承磨損故障的振動監(jiān)測。可以對振動信號經(jīng)過功率譜分析后再進行倒頻譜分析，從而判別柴油機主軸承磨損狀態(tài)。

四、船舶狀態(tài)監(jiān)測森瑟科技傳感器產品

1，森瑟372P耐高溫電荷輸出加速度傳感器：

372P系列產品是一款耐高溫的壓電加速度傳感器，其特點是采 用壓縮模式的陶瓷晶體為敏感元件，具有高分辨率輸出信號的特 性。此加速度傳感器基于壓電陶瓷的特性通過低噪聲線纜輸出電 荷信號，信號地與外殼隔離。外殼采用高溫合金，通過激光焊接 工藝實現(xiàn)產品的密封性；輸出連接頭采用微型玻璃絕緣連接器以 滿足不同環(huán)境下使用時輸出的穩(wěn)定性。372P產品底部有提供測試 用10-32的螺紋孔，另外還提供三角方位的安裝通孔腳用于螺栓 安裝，可以用M4螺釘將加速度傳感器固定于被測對象上。372P 系列加速度傳感器具有寬頻帶響應和耐高溫的特性，所以適用于 在高溫環(huán)境下測量動態(tài)加速度及振動的場合。

2，森瑟T223工業(yè)用雙軸傾角傳感器

T221是一款可在寬溫度范圍內獲得精確輸出的、雙軸傾 角傳感器。內部采用高速微處理芯片對信號進行線性調制 和溫度補償。此產品采取全流程校準,可定制數(shù)字輸出或 模擬輸出，主要面向平臺校準、機器人控制、翻轉保護、 傾斜報警等領域的應用。快速響應特性和高精度使得該傳 感器成為移動平臺設備監(jiān)測的。內置集成的高階 濾波器保證信號品質，并允許傳感器在有噪聲的環(huán)境中使 用（如振動環(huán)境）。該系列產品可以根據(jù)應用環(huán)境來調整 傳感器出廠設定，以提供的使用性能。也可以根據(jù)現(xiàn) 場安裝要求進行量程，線纜和連接器的定制。堅固的氧化 鋁合金外殼耐受油、油脂和燃料侵蝕。

五、船舶安全航行的實現(xiàn)離不開船舶動力設備的支持，船舶以柴油機為主動力設備，以齒輪箱、空壓機等作為輔動力設備，為促進船舶動力設備價值的發(fā)揮，必須要做好狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，把握船舶動力設備運行狀況，以便在時間發(fā)現(xiàn)故障隱患，并采取有效措施解決問題，確保船舶動力設備安全運行。