2019/5/14,第4章 性能參數(shù)監(jiān)測,2019/5/14,4.1 概述,定義：通過測定機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)性能參數(shù)值（如溫度、壓力、油耗等），將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后同基準(zhǔn)參考值相比較，得出分析結(jié)果（如偏高、偏低、過高、過低），從而可以看出機(jī)械在整體性能方面或零件性能方面存在的問題，并進(jìn)行分析判斷其故障部位及發(fā)展趨勢的技術(shù)。,參數(shù),運(yùn)行整體性能,2019/5/14,特點(diǎn)： （1）獲得被監(jiān)測對象的整體性能。 （2）較容易被現(xiàn)場設(shè)備管理和維修人員接受。 （3）便于實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。 （4）可利用被監(jiān)測對象配有的測試儀表，投資少。,2019/5/14,監(jiān)測參數(shù)的分類： （1）基本參數(shù)：長度、質(zhì)量、時(shí)間、電流、溫度和光強(qiáng)等； （2）主要參數(shù)：力、壓力、功、能量、功率、電荷、電位差、電阻、電容、電感和導(dǎo)熱率等； （3）次要參數(shù)：力矩、沖量、流量、燃料消耗率、單位燃料消耗率等。,4.2 監(jiān)測參數(shù)的選擇,2019/5/14,選擇監(jiān)測參數(shù)的要求： （1）要有足夠的信息量。 （2）監(jiān)測參數(shù)與故障之間有較好的靈敏度。 （3）在投資少和時(shí)間花費(fèi)少的前提下，確保測量有較高的精度。 在柴油機(jī)的性能參數(shù)監(jiān)測選擇的監(jiān)測參數(shù)主要是熱工參數(shù)。包括：油、水系統(tǒng)的溫度與壓力、各缸的排氣溫度、進(jìn)排氣管平均壓力、各種壓力差、曲軸箱壓力、空氣流量、轉(zhuǎn)速、各缸指示功率、油耗、氣缸施工圖、噴油壓力曲線、進(jìn)排氣管壓力波、壓縮壓力和爆發(fā)壓力等。,2019/5/14,監(jiān)測參數(shù)的確定方法： （1）確定被監(jiān)測對象。 （2）明確與上述被監(jiān)測對象相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。 （3）找出影響各結(jié)構(gòu)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)的故障型式。 （4）分析各故障型式所對應(yīng)的故障癥兆。 （5）確定反映故障癥兆的監(jiān)測參數(shù)。,2019/5/14,2019/5/14,定義：通過測溫技術(shù)測量監(jiān)測對象的表面或內(nèi)部溫度，以溫度的大小和分布來分析監(jiān)測對象的運(yùn)動狀態(tài)和與熱相關(guān)的故障，并判斷其發(fā)展趨勢。 膨脹式、熱電阻、熱電偶、輻射式 接觸式測溫：熱平衡、存在一定的測量滯后 非接觸式測溫：輻射式測溫,4.3 溫度監(jiān)測,4.3.1 溫度監(jiān)測基礎(chǔ),2019/5/14,液體膨脹式玻璃溫度計(jì),4.3.2 接觸式溫度測量,水銀（-35350）； 有機(jī)液體（-200200）。 避免急冷急熱；防止斷液；避免氣泡和視覺誤差。,2019/5/14,壓力式玻璃溫度計(jì),小型壓力式溫度計(jì)常用于內(nèi)燃機(jī)中冷卻水、潤滑油系統(tǒng)的溫度監(jiān)測。,2019/5/14,雙金屬溫度計(jì),雙金屬片受熱后由于兩種金屬片的膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生彎曲變形，彎曲的程度與溫度高低成比例。,2019/5/14,熱電阻溫度計(jì),利用電阻與溫度呈一定函數(shù)關(guān)系的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料制成感溫元件，當(dāng)溫度變化時(shí)，電阻隨溫度而變化，通過測量電路的轉(zhuǎn)換，在顯示器上顯示出溫度值。 大多數(shù)金屬導(dǎo)體當(dāng)溫度上升1時(shí)，其電阻值均增大0.40.6；而半導(dǎo)體當(dāng)溫度上升1時(shí)，其電阻值則下降36。 是一種較為理想的高溫測量儀表，但在較低溫度測量時(shí)，由于產(chǎn)生的熱電勢較小，測量精度相應(yīng)降低。 在-200500溫度范圍內(nèi)，一般使用熱電阻溫度計(jì)測量效果較好。 感溫金屬導(dǎo)體：鉑、銅、鎳金屬絲電阻溫度計(jì) 感溫金屬半導(dǎo)體：半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì),2019/5/14,熱電偶溫度計(jì),熱電偶是由兩種不同的導(dǎo)體（ 或半導(dǎo)體）材料焊接或鉸接在一起，焊接的一端與被測介質(zhì)充分接觸，感受被測溫度，稱為熱電偶的工作端或熱端；另一端與導(dǎo)線連接，稱為自由端或冷端。導(dǎo)體、稱為熱電極。 如果將熱電偶的熱端加熱，使得冷、熱兩端的溫度不同，則在該熱電偶回路中就會產(chǎn)生熱電勢，這種物理現(xiàn)象就稱為熱電現(xiàn)象（熱電效應(yīng)）。,2019/5/14,熱電偶溫度計(jì)測量范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，測溫準(zhǔn)確可靠、便于信號的遠(yuǎn)傳、自動紀(jì)錄和集中控制。 按材料分為貴金屬熱電偶（如鉑銠合金）和廉金屬熱電偶（如銅鎳、鎳鉻合金）。,2019/5/14,易熔合金測溫法,基于純金屬及某些合金（共熔合金）具有各自固定的熔點(diǎn)，把這些具有固定熔點(diǎn)的金屬（合金）絲嵌入被測零部件的表面，當(dāng)零部件經(jīng)過一定時(shí)期的運(yùn)轉(zhuǎn)后觀察金屬絲是否熔化來確定該點(diǎn)的溫度范圍。 安裝方便，尤其對運(yùn)動零部件的測溫簡單易行，測試結(jié)果直觀。但是每次只能測一種工況下的溫度值，且各點(diǎn)的絕對溫度值難以精確確定。,2019/5/14,硬度塞測溫法,是基于金屬材料淬火后，若在不同的溫度下進(jìn)行回火，則該金屬材料的表面硬度也將不同，回火溫度越高，則表面硬度越低。 安裝方便，不需引線，易進(jìn)行溫度場的測量；但測量精度不高，而且硬度計(jì)要求有一定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行操作，以免因操作不當(dāng)帶來過大的誤差。,2019/5/14,示溫涂料法,利用某些物質(zhì)的顏色隨溫度變化的特性來進(jìn)行測溫。 示溫涂料法測溫通常要求示溫涂料隨溫度變化的過程不可逆。 示溫帶有條形自粘帶和自粘圓片兩種。 示溫筆粗略測定表面溫度。 示溫涂料檢查大面積溫度。 測溫范圍在40260之間。,2019/5/14,示溫蠟片測溫法,利用某些物質(zhì)在不同溫度下能夠發(fā)生熔化或變色的特性進(jìn)行測溫。 國產(chǎn)的示溫蠟片的額定顯示溫度有60、 70、 80、 90、 100五種。 使用時(shí)可根據(jù)機(jī)械額定工作溫度選擇相應(yīng)的示溫蠟片粘在監(jiān)測部位，當(dāng)被測部位溫度超過示溫蠟片額定溫度時(shí)，示溫蠟片即熔化脫落，從而發(fā)現(xiàn)過熱現(xiàn)象。,2019/5/14,4.3.3 非接觸式測溫（紅外測溫）,紅外概念：電磁波,近紅外區(qū)： 0.781.5 m 中紅外區(qū)： 1.56 m 遠(yuǎn)紅外區(qū)： 6 15 m 極遠(yuǎn)紅外區(qū)：151000 m,2019/5/14,紅外測溫技術(shù),1）運(yùn)動的或帶電的物體，如軸承、軸、變電設(shè)備等； 2）敏感的、潮濕的或被覆蓋的表面； 3）很難同表面形成良好接觸的不規(guī)則結(jié)構(gòu)，如電機(jī)中的線圈端頭； 4）必須避免導(dǎo)熱的微小物體，如電子器件； 5）會使接觸式傳感器受到破壞的高溫材料，如溶化的金屬； 6）檢測爐子或管道等大表面上的局部溫差； 7）溫度急劇變化的物體； 8）由于距離或安全原因而不能接近的物體，如大型煙囪、反應(yīng)塔和加熱爐爐門。,2019/5/14,紅外測溫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),1）反應(yīng)速度快，響應(yīng)時(shí)間在10-3s10-9s量級。 2）非接觸式測溫，從而不影響被測目標(biāo)物的溫度場。 3）可用于許多無法接近的目標(biāo)、帶電和腐蝕性等介質(zhì)溫度測量。如月球表面溫度、高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的設(shè)備，放射性環(huán)境下的設(shè)備，高溫、高電壓設(shè)備等的溫度測量。 4）靈敏度高，能區(qū)別微小溫差，可分辨0.01或更小的溫差。 5）測溫范圍寬（-170+3200）。 6）可對小目標(biāo)進(jìn)行測量，最小可測出直徑為7.5m的目標(biāo)。 7）可進(jìn)行動態(tài)測溫。,2019/5/14,熱敏探測器 光子探測器,紅外探測器,2019/5/14,光子探測器和熱敏探測器的性能比較,2019/5/14,主動式紅外成像 被動式紅外成像,紅外成像,2019/5/14,主動式紅外成像,2019/5/14,被動式紅外成像,2019/5/14,只能測量設(shè)備表面上某點(diǎn)周圍小面積的平均溫度。,紅外點(diǎn)溫儀,低溫點(diǎn)溫儀測量范圍：-100-300 中溫點(diǎn)溫儀測量范圍：600以下 高溫點(diǎn)溫儀測量范圍：900以下,2019/5/14,紅外點(diǎn)溫儀常用于測量物體的一個(gè)點(diǎn)（相對較小的面積）的溫度,全輻射測溫儀 單色測溫儀 比色測溫儀：消除比輻射率帶來的誤差,2019/5/14,紅外熱像儀具有優(yōu)良的性能，但它的裝置精密，價(jià)格比較昂貴，且需要制冷系統(tǒng)方能工作，除了一些重要設(shè)備需配備紅外熱像儀外，大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用價(jià)格比較低廉的紅外熱電視。 紅外熱電視是紅外熱像儀的一種。 可對被檢目標(biāo)進(jìn)行二維溫度場檢測。,紅外熱電視,2019/5/14,日常巡檢 定期普測 重點(diǎn)跟蹤 配合檢修 基礎(chǔ)檢修,紅外檢測的工作內(nèi)容,2019/5/14,對紅外檢測儀器的要求 對檢測環(huán)境的要求 對檢測周期的要求 對操作方法的要求 對被檢測設(shè)備的要求,紅外檢測的基本要求,2019/5/14,對檢測環(huán)境的要求, 檢測目標(biāo)及環(huán)境溫度不宜低于5。如果必須在低溫下進(jìn)行紅外檢測，應(yīng)注意儀器自身的工作溫度范圍，還應(yīng)考慮水汽、結(jié)冰將影響檢測結(jié)果的可信度。 環(huán)境濕度不應(yīng)85，風(fēng)速不應(yīng)0.5ms，不應(yīng)有雷、雨、霧、雪。若檢測中風(fēng)速變大，應(yīng)記錄風(fēng)速，必要時(shí)應(yīng)對檢測結(jié)果按風(fēng)速加以修正。 戶外設(shè)備檢測宜在日出之前、日落之后或陰天情況下進(jìn)行。 戶內(nèi)外設(shè)備檢測要避免燈光的照射。 注意其他高溫輻射體的干擾，在可能的條件下應(yīng)采取遮擋措施。,2019/5/14,對操作方法的要求, 從全面掃描到局部精確檢測 精密檢測的注意事項(xiàng) A 針對不同的檢測目標(biāo)選擇不同的溫度參照體。 B 檢測設(shè)備發(fā)熱點(diǎn)、正常設(shè)備的對應(yīng)點(diǎn)及環(huán)境溫度參照體的溫度值時(shí)，應(yīng)注意使用同一臺儀器。 C 如進(jìn)行同類設(shè)備比較時(shí)，應(yīng)保持對各測點(diǎn)的測距、測量方向和測量高度的一致。 D 注意選擇最合適的測溫范圍，使熱像的溫度分辨率達(dá)到最佳狀態(tài)，以便于精密診斷設(shè)備的故障。 E 要從不同方位對熱異常部位進(jìn)行檢測，以找出最熱點(diǎn)的溫度值。,2019/5/14,表面溫度判斷法 相對溫差判斷法 同類比較法 熱譜圖分析法 檔案分析法,紅外檢測方法,2019/5/14,壓力：均勻而垂直地作用于單位面積上的力。 壓力單位：牛頓/米2（N/），即：帕斯卡 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）=1.033工程大氣壓=1.013105 Pa 1工程大氣壓（kgf/cm2）=98066.5Pa98 KPa 1毫米汞柱（mmHg）=133.322Pa 1毫米水柱（mmH2O）=9.806 65 Pa 1巴（bar）=105Pa 1磅力/英寸2 （bf / in2）=6 894.9 Pa,4.4 壓力監(jiān)測,4.4.1 壓力監(jiān)測基礎(chǔ),2019/5/14,壓力的表示方法,2019/5/14,1、液柱式壓力計(jì),4.4.2 測壓儀表,2019/5/14,2、彈性式壓力計(jì),彈性元件,彈簧管式彈性元件 薄膜式彈性元件 波紋管式彈性元件：微壓、低壓測量,2019/5/14,彈簧管壓力表,彈簧管的測壓原理圖,2019/5/14,彈簧管壓力表,2019/5/14,3、電氣式壓力計(jì),2019/5/14,瞬時(shí)流量：單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體數(shù)量 。 體積流量：單位時(shí)間內(nèi)流過某一有效截面的流體體積。 質(zhì)量流量：單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的流體質(zhì)量。 累積流量總量：在某段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)有效截面的流體數(shù)量的總和。,4.5 流量監(jiān)測,4.5.1 流量監(jiān)測基礎(chǔ),2019/5/14,速度式流量計(jì) 容積式流量計(jì) 質(zhì)量式流量計(jì),4.5.2 流量測量儀表,2019/5/14,差壓式流量計(jì),1節(jié)流元件；2引壓管路；3三閥組；4差壓計(jì),流量大時(shí)，差壓就大，流量小時(shí)，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。,2019/5/14,容積式流量計(jì),工作原理：流體通過流量計(jì)，就會在流量計(jì)進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差，流量計(jì)的轉(zhuǎn)動部件（簡稱轉(zhuǎn)子）在這個(gè)壓力差作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并將流體由入口排向出口，在這個(gè)過程中，流體一次次地充滿流量計(jì)的“計(jì)量空間”，然后又不斷地被送往出口，在給定流量計(jì)條件下，該計(jì)量空間的體積是確定的，只要測得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動次數(shù)，就可以得到通過流量計(jì)的流體體積的累積值。,2019/5/14,測量的精確度與流體的密度無關(guān)， 測量精確度高，可達(dá). 不受流動狀態(tài)的影響 廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的流量測量并作為流量計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)儀表 不要求前、后直管段長度，特別適合高粘度介質(zhì)的測量 要求被測流體潔凈，否則在流量計(jì)前應(yīng)加裝過濾器，這樣將造成較大壓損，而且對于大口徑管道測量，流量計(jì)本體顯得過于笨重，安裝、 維修均不方便,2019/5/14,齒輪型容積式流量計(jì),橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周，就排出四份“計(jì)量空間”流體體積,2019/5/14,電磁流量計(jì),適用于測量具有導(dǎo)電性的液體介質(zhì)的流量 常用來測量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量 輸出信號與流量之間的關(guān)系不受液體的物理性質(zhì)（如溫度、壓力、粘度、密度等）變化的影響 對流量變化反應(yīng)速度快，可用來測量脈動流量和正、反兩向流 流動狀態(tài)（如層流、紊流、脈動流）對示值影響很小,2019/5/14,不能測量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品和有機(jī)溶劑等 不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體。,2019/5/14,旋渦流量計(jì),2019/5/14,2019/5/14,渦輪流量計(jì),通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速來反映體積流量的大小 渦輪的轉(zhuǎn)速通