振动测量案例：风机轴承振动信号采集系统

“双碳”目标

近年来，为应对全球气候变暖，全世界178个国家和地区于2016年共同签署《巴黎协定》，该协定的长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内，同时预计全球在2023年实现碳达峰，2050-2070年实现碳中和。我国作为合约国之一，也提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。为了“双碳“目标，各种使用新能源、环保设备和节能减排的科技被大力推广和应用开发，其中风能发电作为一种常规的清洁能源，也借此政策利好，行业获得了飞速发展。

风电行业发展现状

风能，是空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式。风力发电，是指将风的动能转化为机械动能，再将机械动能转化为电能。风能作为一种可再生能源，具有储量大、分布广、低碳清洁等特性。发展风电产业，对我国实现“碳达峰”、“碳中和”目标，推动能源结构转型，构建以新能源为主体的新型能源体系，培育经济发展新动能等具有重要意义。

风电设备造价成本高

根据《中国可再生能源发展报告2021》数据，风电设备的制造和安装，是风电开发最主要的成本来源，不论是海上风电，还是陆上风电，大致造价在5800~23500元/kW之间。

风电设备故障频发

近年来，随着风电行业的快速发展，风机故障等影响行业发展的因素也慢慢显现出来。由于风机一般建立在偏远的地区，环境非常恶劣，风机长期处于不稳定的运行环境，使得机组的故障频发，一些故障和隐患因未能及时发现和解决，往往容易加剧设备的磨损，经常会造成风机轴承等关键成本部件的毁损，严重者会导致风机停机，造成停产和高额的维修费等经济损失。因此，针对风电设备进行故障监测，及时发现、处理和维修故障就显得格外重要。

研发背景

为帮助风电产业链上下游的客户，对风电设备进行故障监测和诊断，及时发现和解决故障原因，提升设备使用寿命和减少因故障未能及时处理造成的经济损失，北京声科测自主研发了一系列故障诊断设备和系统，今天我们和大家分享的是风机轴承振动信号采集系统。

风机轴承振动信号采集系统简介

风机轴承振动信号采集系统，是北京声科测（简称SKC）的研发团队，根据客户的实际需求定制化开发的一套系统，它主体包括硬件和软件两部分，详细组成结构如下图所示。

技术原理

风电机组在工作时会产生振动，若发生故障，其振动信号的能量分布就会发生变化。通过使用加速度计，可以采集不同转速、不同负载等多种条件下风机的振动信号，为后端分析提供准确的振动信号数据，从而很好地识别风电机组的运行状态，大大降低风机维护成本。

①加速度计简介

QV1050加速度计属于IEPE型振动传感器，是专门为高铁、汽车、航空、航天、能源等领域的NVH测试所开发研制的振动传感器，适合于多通道NVH测试、整车模态实验等。

优点

其频响宽、动态范围大、可靠性高、使用方便，可以与市场上通用的各大厂商数据采集器兼容使用。

参数

②数采设备简介

SKC四通道数据采集仪Q401，具有IEPE恒流源、电压等供电方式，采用成熟的以太网TCP/TP 协议，标准的 RJ45 连接器，不需专用的驱动程序，可连接任意标准网络设备，适用于各种台式，笔记本计算机进行数据采集，监测，控制使用。

优点

1. 数据采集功能强大，数据采集器包含静态采集模块和动态采集模块，可采集静态数据信号（温度、压力、流量等）和动态数据信号（振动、应变、噪声、模态等）。

2. 数据传输和保存方便，支持实时上传和SD卡存储，并可定制开发多种数据传输接口，方便数据传输。

3. 应用场景广泛，本产品因其出色的性能和测试范围，可用于动力设备（电机、机床）、交通设备（飞机、车辆、船舶）、大型建筑结构（桥梁、楼房、水坝）和军事领域（航空、航天）等场景。

参数

③软件简介

数据分析软件是由北京声科测公司自主研发，兼容WINDOWS系统进行的架构设计，采用全中文操作面板，并设计多种参数自选使用设置，方便客户DIY调整测试参数，满足客户多种测试需求。

优点

1. 软件功能强大，满足各类数据分析需求，包含示波采样、频谱分析、时域分析、应变花分析、编辑滤波、传递函数、倍频率、自相关、互相关、数据导出等功能。

2. 软件采样范围可根据需求自主设定，采样率有44.1kHz、48kHz、88.2kHz、96kHz、176.4kHz、192kHz可选。

3. 软件使用方便和快捷，可对实时数据进行分析和存储等操作。

关于我们

北京声科测（SKC）声学技术有限公司，是一家专注声学和振动测量领域的传感器制造企业，可为各行业客户提供各类相关产品、技术、服务和定制化开发，帮助客户优化生产工艺，提升产品性能。如您有相关需求，请您致电400-999-7956转1，与我们洽谈合作。