T/CWECXXX-202X

ICS號(hào)

CCS號(hào)

團(tuán)?體?標(biāo)?準(zhǔn)

T/CWECXXX—202X

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混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationforacousticon-linemonitoringsystemof

FrancisTurbineCavitation

（征求意見(jiàn)稿）

請(qǐng)將你們發(fā)現(xiàn)的有關(guān)專利的內(nèi)容和支持性文件隨意見(jiàn)一并返回

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中國(guó)水利企業(yè)協(xié)會(huì)?發(fā)布

混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置、傳感器要求、

數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與分析、安裝、文件資料等方面的基本要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于符合下列條件之一的混流式水輪機(jī)產(chǎn)品：

（1）適用于機(jī)組功率在500kW~50000kW（不含50000kW）的混流式水輪機(jī)；

（2）額定水頭15m至310m的混流式水輪機(jī)；

（3）空化頻譜集中在4kHz～800kHz頻段內(nèi)空化聲波信號(hào)的混流式水輪機(jī)。

其他類型的混流式水輪機(jī)可參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T7894-2009水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)條件

GB/T8564—2003水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范

GB/T13384—2008機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件

GB/T15468-2020水輪機(jī)基本技術(shù)條件

GB/T15469.1—2008水輪機(jī)、蓄能泵和水泵水輪機(jī)空蝕評(píng)定第1部分：反擊式水輪機(jī)的空蝕評(píng)

定

GB/T21718—2021小型水輪機(jī)基本技術(shù)條件

GB/T28570—2012水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則

GB/T51217-2017通信傳輸線路共建共享技術(shù)規(guī)范

DL/T507-2014水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程

DL/T578-2008水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件

NB/T35042-2014水力發(fā)電廠通信設(shè)計(jì)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T2900.45—2006國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)onlinemonitoringsystem

1

對(duì)混流式水輪機(jī)的空化信號(hào)進(jìn)行聲學(xué)（含振動(dòng)聲學(xué)）在線監(jiān)測(cè)、智能分析與故障識(shí)別的系統(tǒng)。

3.2

混流式水輪機(jī)francisturbine(randial-axialflowturbine)

軸面水流接近于徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，在固定的轉(zhuǎn)輪葉片上逐漸變向，至轉(zhuǎn)輪出口接近于軸向的反擊式水

輪機(jī)。

3.3

空化cavitation

在水輪機(jī)流道中局部壓力降低至臨界壓力(一般接近汽化壓力)時(shí)，水流中的氣核開(kāi)始發(fā)育成為氣

泡，氣泡的聚積、流動(dòng)、分裂和潰滅過(guò)程的總稱。

3.4

背景噪聲backgroundnoise

水輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，因葉片轉(zhuǎn)動(dòng)、尾水管渦帶、撞擊、機(jī)械磨損、電磁振動(dòng)等而產(chǎn)生噪聲的來(lái)自

測(cè)試源以外的所有來(lái)源的噪聲。

3.5

空化噪聲cavitationnoise

由空泡發(fā)生、發(fā)展和潰滅過(guò)程中產(chǎn)生的諸多隨機(jī)的脈沖噪聲信號(hào)疊加而成的噪聲。

3.6

可聞聲段audiblesegment

指正常人可以聽(tīng)到的聲音頻率范圍：20Hz~20kHz。

3.7

超聲段ultrasonicsection

聲音頻率高于20kHz的聲波。

3.8

翼型空化hydrofoilcavitation

指的是發(fā)生在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片上的由于翼型的空間變化導(dǎo)致絕對(duì)壓力分布不均勻引起的空化。

3.9

間隙空化clearancecavitation

指的是由于存在高低壓壓力差，水流流經(jīng)窄縫時(shí)，由于流速的上升引起局部壓力過(guò)低而造成的空化。

3.10

空腔空化cavitycavitation

指尾水管中心形成渦帶所產(chǎn)生的空化。

3.11

局部空化partialcavitation

指的是發(fā)生在轉(zhuǎn)輪葉片頭部和尾部，導(dǎo)葉的端部，形成的葉道渦、葉片脫流以及卡門渦等現(xiàn)象的空

2

化。

3.12

包絡(luò)譜分析envelopespectrumanalysis

針對(duì)非平穩(wěn)調(diào)制信號(hào)的處理算法，對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波，得到包絡(luò)譜來(lái)反映聲信號(hào)的瞬時(shí)頻率和

能量分布。

3.13

循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)cyclostationarydemodulation

指的是對(duì)時(shí)間序列具有周期性時(shí)變的循環(huán)平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。

3.14

功率譜密度powerspectraldensity

指的是信號(hào)功率含量相對(duì)于頻率的量度。

4總則

4.1基本要求

4.1.1混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理、系統(tǒng)診斷、提供報(bào)告、

自恢復(fù)等基本功能。

4.1.2聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集應(yīng)能對(duì)混流式水輪機(jī)空化進(jìn)行識(shí)別并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，具體過(guò)程包

括：信號(hào)測(cè)取、特征提取、狀態(tài)識(shí)別和狀態(tài)分析?；炝魇剿啓C(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)流程示

意圖見(jiàn)附錄A。

4.1.3聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的混流式水輪機(jī)空化的聲壓信號(hào)應(yīng)能夠轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)濾波放大等前

處理后，對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集處理并具有報(bào)警、保存和結(jié)果輸出等功能。

4.1.4混流式水輪機(jī)空化的變化趨勢(shì)，應(yīng)以數(shù)據(jù)、圖形、表格、曲線和文字等形式進(jìn)行顯示和描述，能

及時(shí)對(duì)設(shè)備的異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警。

4.1.5混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜與水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配合使用。

4.1.6混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的擴(kuò)展功能和系統(tǒng)升級(jí)功能，以不斷滿足水輪機(jī)

運(yùn)行管理的需要。

4.2數(shù)據(jù)來(lái)源

4.2.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)從布置在混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口位置處、轉(zhuǎn)輪下環(huán)接近轉(zhuǎn)輪出口處及尾水管直管段接

近轉(zhuǎn)輪出口處等位置處安裝的傳感器直接采集，工況參數(shù)和過(guò)程量參數(shù)可從相關(guān)資料或設(shè)備獲取。

4.3混流式水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜遵循統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

5技術(shù)要求

5.1一般要求

5.1.1聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)混流式水輪機(jī)安裝的地理位置和使用環(huán)境條件選用傳感器單元和數(shù)據(jù)

3

采集單元，上位機(jī)宜布置在室內(nèi)。

5.2系統(tǒng)功能

5.2.1數(shù)據(jù)采集

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有歷史數(shù)據(jù)回放功能、數(shù)據(jù)下載功能，可根據(jù)數(shù)據(jù)檢索條件下載相關(guān)數(shù)據(jù)。

5.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理一般應(yīng)滿足以下要求：

1）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)應(yīng)滿足空化識(shí)別需要，至少存儲(chǔ)24個(gè)月的機(jī)組穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)

過(guò)程（包括瞬態(tài)）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，完整記錄機(jī)組出現(xiàn)異常前后的數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)能提供完整詳盡的數(shù)據(jù)用于

分析水輪機(jī)的空化特性。

2）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)有自動(dòng)管理、檢查、清理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硬盤容量信息；當(dāng)剩余

容量低于設(shè)定值時(shí)應(yīng)自動(dòng)發(fā)出警告信息，對(duì)超過(guò)存儲(chǔ)時(shí)限的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行清理；數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)提供自動(dòng)備份和

手動(dòng)備份、增量備份數(shù)據(jù)的功能。

3）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)檢索功能，用戶可通過(guò)輸入檢索運(yùn)行工況參數(shù)快速獲得滿足條件的數(shù)

據(jù)。

4）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有歷史數(shù)據(jù)回放功能；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)下載功能，可根據(jù)數(shù)據(jù)檢索

條件下載相關(guān)數(shù)據(jù)。

5）數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具備多級(jí)權(quán)限認(rèn)證功能，只有授權(quán)用戶才能訪問(wèn)權(quán)限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。

5.2.3數(shù)據(jù)分析

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)分析的能力，應(yīng)能提供各種專業(yè)的數(shù)據(jù)分析工具，并根據(jù)監(jiān)測(cè)參量的變

化，預(yù)測(cè)空化發(fā)展趨勢(shì)，提供趨勢(shì)預(yù)報(bào)的功能。

5.2.4報(bào)警功能

1）聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)提供報(bào)警功能，報(bào)警定值可根據(jù)機(jī)組特性和運(yùn)行工況設(shè)定，具體定值應(yīng)符

合GB/T8564、DL/T507以及主機(jī)合同保證值。出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)在監(jiān)測(cè)畫(huà)面上以醒目的方式進(jìn)行提

示。

2）聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般不直接作用于機(jī)組停機(jī)。

5.2.5輔助診斷

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)水輪機(jī)的常見(jiàn)故障或異?，F(xiàn)象進(jìn)行輔助診斷，并能通過(guò)歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)進(jìn)行

分析、評(píng)價(jià)，提供輔助診斷結(jié)論，為機(jī)組故障處理或檢修提供決策參考。

5.2.6提供報(bào)告

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能提供混流式水輪機(jī)的2種主要空化（即翼型空化和空腔空化）監(jiān)測(cè)報(bào)告?？?/p>

化監(jiān)測(cè)報(bào)告應(yīng)反映水輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中空化的數(shù)值和變化趨勢(shì)，應(yīng)對(duì)水輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)提出初步評(píng)價(jià)，并附

有相關(guān)圖形和圖表。報(bào)告宜采用WPS、Word、Excel等兼容的文件格式。

5.2.7遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)

4

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)分析的功能。

5.2.8其他功能

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還應(yīng)滿足可靠性、安全性、可維修性等功能要求。

5.3系統(tǒng)的基本構(gòu)成

5.3.1在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜采用分布式開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、傳輸設(shè)備和上位機(jī)

組成。

5.3.2傳感器單元

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器可采用聲傳感器（也稱聲壓計(jì)、傳聲器，含水聽(tīng)器）、超聲波傳感器（俗

稱超聲波壓電換能器或者探頭）、聲發(fā)射傳感器、振動(dòng)加速度傳感器等。

5.3.3數(shù)據(jù)采集單元

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元應(yīng)由數(shù)據(jù)采集裝置、相關(guān)軟件、傳感器供電電源等設(shè)備組成。

5.3.4傳輸設(shè)備

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集單元與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸可采用有線或無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備聯(lián)接。

5.3.5上位機(jī)

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)應(yīng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器、顯示器、屏柜、操作臺(tái)、打印輸出、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)

絡(luò)安全裝置等設(shè)備組成。

5.4測(cè)點(diǎn)布置

5.4.1測(cè)點(diǎn)布置原則

1）水輪機(jī)空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)特征信號(hào)量聲波，包括可聞聽(tīng)聲波和超聲波?；炝魇剿啓C(jī)

中的空化大體可以分為：翼型空化、局部空化、間隙空化和空腔空化，其中翼型空化和空腔空化最為常

見(jiàn)。

2）空化聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)不同類型的混流式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性參數(shù)進(jìn)行

合理有效配置。測(cè)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行編號(hào)，并在上位機(jī)顯示器端用圖形顯示出測(cè)點(diǎn)的位置分布。

3）傳感器的安放應(yīng)視注重研究的空化發(fā)生的部位而定，其原則是距離空化發(fā)生的位置愈近愈好，

且與聲源之間的金屬厚度最?。ň唧w依據(jù)傳感器類型安放）。

4）傳感器應(yīng)安放在水輪機(jī)頂蓋上最接近轉(zhuǎn)輪進(jìn)口位置處、轉(zhuǎn)輪下環(huán)接近轉(zhuǎn)輪出口處及尾水管直管

段接近轉(zhuǎn)輪出口等處。

5.4.2可聞聲段空化信號(hào)

1）宜采用振動(dòng)加速度傳感器或水聽(tīng)器監(jiān)測(cè)。

2）振動(dòng)加速度傳感器一般安裝在尾水管檢修入口門及導(dǎo)葉拐臂處。

3）水聽(tīng)器一般安裝在尾水管直錐段靠近轉(zhuǎn)輪出口處。

5.4.3超聲段空化信號(hào)

5

1）宜采用聲發(fā)射傳感器、水聽(tīng)器或超聲波傳感器監(jiān)測(cè)。

2）聲發(fā)射傳感器一般安裝在尾水管檢修入口門及導(dǎo)葉拐臂處。

3）水聽(tīng)器一般安裝在尾水管直錐段靠近轉(zhuǎn)輪出口處。

4）超聲波傳感器一般安裝在導(dǎo)葉拐臂、轉(zhuǎn)輪下環(huán)底部。

表1聲傳感器安裝位置

編號(hào)傳感器名稱安裝位置數(shù)量（個(gè)）

1.1振動(dòng)加速度傳感器可安裝在尾水管檢修入口門及導(dǎo)葉拐臂處。1~2

1.2水聽(tīng)器可安裝在尾水管直錐段靠近轉(zhuǎn)輪出口處。1

可安裝在尾水管檢修入口門、導(dǎo)葉拐臂處轉(zhuǎn)輪下

1.3聲發(fā)射傳感器2~4

環(huán)、蝸殼等處。

可安裝在導(dǎo)葉拐臂、轉(zhuǎn)輪下環(huán)底部、尾水管檢修

1.4超聲波傳感器1~2

入口孔附近、支持蓋或者導(dǎo)葉拐臂等處。

5.5系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與分析

5.5.1數(shù)據(jù)采集與分析功能要求

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)水輪機(jī)的空化聲信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)，并能夠以結(jié)構(gòu)圖、表格和

曲線等進(jìn)行顯示。應(yīng)滿足下列要求：

1）應(yīng)提供數(shù)據(jù)分析工具，根據(jù)工況參數(shù)、監(jiān)測(cè)量的變化預(yù)測(cè)水輪機(jī)空化狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)。

2）應(yīng)提供數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出、離線分析功能，并在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常或超限時(shí)應(yīng)給出報(bào)警信號(hào)并分析原

因。

3）系統(tǒng)能不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析時(shí)，還應(yīng)依靠人工去進(jìn)行判斷。

5.6傳感器

5.6.1振動(dòng)加速度傳感器

振動(dòng)加速度傳感器測(cè)量可聞聲段空化信號(hào)，其性能指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求：

1）靈敏度(±5%)，不宜低于100mV/g。

2）頻率范圍(±3dB)，頻響范圍宜為0.8Hz~20kHz。

3）測(cè)量范圍宜為-50~+50g。

4）敏感原理宜采用應(yīng)變式。

5）非線性誤差不應(yīng)大于±2%F.S。

6）諧振頻率不應(yīng)小于26kHz。

7）適用溫度范圍宜為-10℃～+120℃。

5.6.2水聽(tīng)器

水聽(tīng)器用于測(cè)量可聞聲段空化信號(hào)或超聲段空化信號(hào)，其性能指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求：

1）頻率范圍一般為0.1Hz～400kHz。

6

2）最大工作靜壓力不宜超過(guò)252dB。

3）帶電纜電壓靈敏度宜為30μV/Pa±8μVC。

4）機(jī)組額定功率60MW以內(nèi)。

5）適用溫度不應(yīng)小于-10℃～+120℃。

5.6.3聲發(fā)射傳感器

聲發(fā)射傳感器用于測(cè)量超聲段空化信號(hào)，其性能指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求：

1）頻率范圍一般為50~500kHz。

2）中心頻率不宜超過(guò)150kHz。

3）最大靈敏度1V/(m/s)不宜低于69dB。

4）帶通濾波頻率：20k~500kHz。

5）輸出形式宜為電壓、差分輸出。

6）適用溫度宜為-10℃～+120℃。

5.6.4超聲波傳感器

超聲波傳感器用于測(cè)量超聲段空化信號(hào)，一般采用超聲壓電換能器，其性能指標(biāo)應(yīng)滿足下列要求：

1）頻率范圍一般為10kHz～800kHz。

2）線性頻率范圍10kHz～500kHz。

3）接收靈敏度宜為-228dB±3dB(1V/μPa)。

4）輸出形式宜為電壓、差分輸出。

5）適用溫度宜為-10℃～+40℃。

5.7硬件與軟件

5.7.1數(shù)據(jù)采集裝置

數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)滿足以下基本要求：

1）數(shù)據(jù)采集裝置內(nèi)的部件應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，易于擴(kuò)展和替換。

2）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，具有自診斷和抗干擾功能。

3）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)能完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、傳送、顯示等功能。

4）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)加速度信號(hào)和超聲波信號(hào)的高速實(shí)時(shí)采集。

5）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)能對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，如濾波和放大。

6）加速度傳感器用來(lái)獲得噪聲信號(hào)，超聲波傳感器用來(lái)獲得空化過(guò)程中釋放出的超聲波信號(hào)，為

水輪機(jī)健康狀態(tài)提供評(píng)價(jià)依據(jù)。

7）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)具有串行通信接口或以太網(wǎng)通信接口。

8）數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)能設(shè)定采樣周期，便于進(jìn)行整周期采樣。

9）各數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)具有通道和模塊狀態(tài)指示燈。

10）各數(shù)據(jù)采集模塊之間應(yīng)相互獨(dú)立、互不影響，單個(gè)模塊故障應(yīng)不影響系統(tǒng)整體運(yùn)行。

7

5.7.2上位機(jī)設(shè)備

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的硬件結(jié)構(gòu)，所選設(shè)備應(yīng)具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理功

能，應(yīng)采用成熟經(jīng)濟(jì)的主流產(chǎn)品，并能夠滿足在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展要求。

5.7.3操作系統(tǒng)

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)采用多任務(wù)、分級(jí)管理功能的可靠的操作系統(tǒng)，應(yīng)具有文件的打開(kāi)、關(guān)閉、讀

出和記錄等基本管理功能。

5.7.4支持軟件

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)配備成熟的支持軟件，系統(tǒng)應(yīng)采用時(shí)鐘同步軟件。

5.7.5應(yīng)用軟件

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)提供用于完成本文件5.5.1所述功能的應(yīng)用軟件，功能軟件模塊或任務(wù)模塊應(yīng)

具備完整性和獨(dú)立性，軟件環(huán)境的設(shè)計(jì)應(yīng)易于應(yīng)用軟件的補(bǔ)充、修改或移植。

5.7.6數(shù)據(jù)庫(kù)

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)提供符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口、支持快速實(shí)時(shí)存取和處

理、保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和統(tǒng)一性，并應(yīng)滿足以下要求：

1）數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)定義應(yīng)包括在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需要的全部數(shù)據(jù)項(xiàng)。

2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)具有報(bào)警允許、數(shù)據(jù)質(zhì)量碼或控制閉鎖等相關(guān)屬性。

3）歷史數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)提供歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢和備份功能。

5.7.7通信軟件

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的通信軟件設(shè)計(jì)應(yīng)采用開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)協(xié)議或適于工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并應(yīng)

滿足以下要求：

1）局域網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議宜采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)及傳輸宜采用傳輸控制/網(wǎng)際(TCP/IP)協(xié)議。

2）局域網(wǎng)通信交換數(shù)據(jù)量及其額度應(yīng)滿足功能要求和特性需求。

3）通信故障時(shí)應(yīng)保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行不受通信狀態(tài)的干擾。

3）通信設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T51217-2017規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

5.7.8系統(tǒng)自診斷軟件

聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)提供自診斷軟件，系統(tǒng)自診斷軟件應(yīng)滿足以下要求：

1）在線診斷軟件在發(fā)現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)報(bào)警顯示和記錄。

2）在線診斷軟件應(yīng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試檢查。

3）離線診斷軟件和工具應(yīng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行查找故障的診斷。

6安裝

6.1傳感器的安裝

6.1.1聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器安裝應(yīng)滿足以下要求：

8

1）安裝位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

2）安裝位置的表面應(yīng)平整，無(wú)焊疤、凹坑、變形等表面缺陷，設(shè)備與傳感器的接觸面應(yīng)經(jīng)打磨處

理露出金屬光澤，安裝完成后應(yīng)將處理表面進(jìn)行補(bǔ)漆。

3）安裝方式不應(yīng)改變被檢測(cè)設(shè)備的完整性和影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

4）傳感器與被測(cè)工件表面應(yīng)牢固結(jié)合，可采用螺栓固定、膠粘接、磁吸等方法。

5）傳感器安裝完成后宜采用護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)，護(hù)罩的結(jié)構(gòu)和安裝方式不應(yīng)對(duì)傳感器產(chǎn)生干擾，傳感

器外殼和護(hù)罩應(yīng)采用耐腐蝕、抗老化的材料制作。

6）安裝場(chǎng)地應(yīng)采用防塵措施，宜在主體工程施工完成后安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備，或采取有效措施

防止施工期間內(nèi)粉塵對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備造成損壞。

6.2線纜敷設(shè)與防護(hù)

6.2.1在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)線纜敷設(shè)與防護(hù)應(yīng)滿足以下要求：

1）傳感器信號(hào)線纜敷設(shè)應(yīng)根據(jù)被測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式布置，并應(yīng)滿足“平、齊、直”的外觀要求。

2）線纜的折彎半徑不應(yīng)小于線纜直徑的12倍。

3）固定布置的傳感器信號(hào)線纜應(yīng)采用固定的套管或護(hù)罩防護(hù)，套管或護(hù)罩應(yīng)采用耐腐蝕、抗老化

材料制作。

4）隨被檢工件移動(dòng)的傳感器信號(hào)線纜應(yīng)采用內(nèi)置鋼絲繩、具有收放功能的專用線纜。

6.3數(shù)據(jù)采集箱安裝與防護(hù)

6.3.1聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集箱應(yīng)安裝在固定建筑物上，應(yīng)采取措施避免電磁干擾、雨雪、風(fēng)沙、

粉塵、有害物等的影響。

6.3.2數(shù)據(jù)采集箱應(yīng)采用耐腐蝕、抗老化的材料制作，應(yīng)具有檢查、維護(hù)所需的作業(yè)平臺(tái)和照明設(shè)施。

6.4接線

6.4.1聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接線應(yīng)滿足下列要求：

1）傳感器信號(hào)線的連接應(yīng)采取錫焊搭接，焊劑采用無(wú)腐蝕性焊劑，并采取防水、密封、絕緣等措

施。

2）位于水下的信號(hào)線與傳輸線纜的連接，接頭應(yīng)集中放置在密封的承受外水壓力的固定容器內(nèi)。

6.5系統(tǒng)接地

6.5.1聲學(xué)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接地應(yīng)與水電站接地網(wǎng)可靠地聯(lián)接，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備外殼、交流電源、邏

輯回路、信號(hào)回路和電纜屏蔽層應(yīng)符合DL/T578的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)滿足下列要求：

1）設(shè)備外殼或裸露的非載流的金屬部分應(yīng)接地。

2）電壓超過(guò)150V的經(jīng)過(guò)隔離的交流電源應(yīng)接地。

3）未隔離開(kāi)的所有計(jì)算機(jī)直流回路中應(yīng)只有一個(gè)接地點(diǎn)。

4）信號(hào)和電纜屏蔽層的接地宜考慮相應(yīng)傳感器或其他鏈接設(shè)備的接地點(diǎn)，避免兩點(diǎn)接地，宜選

擇在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收端接地。

9

7空化判斷

7.1包絡(luò)譜分析方法判斷空化

包絡(luò)頻譜出現(xiàn)低頻譜線，其頻率范圍在軸頻的20%~40%，用以下公式計(jì)算幅值監(jiān)測(cè)因子factor：

A(f)

factori(7-1)

1fifb

A()dA(f)

i

fifb

2fb

上式中，α為頻率值，fb為帶寬，通常取2~5Hz，fi為對(duì)應(yīng)低頻譜線的頻率值，A(fi)為對(duì)應(yīng)譜線包絡(luò)譜幅

值，當(dāng)幅值A(chǔ)(fi)監(jiān)測(cè)因子大于等于1.5時(shí)可以判斷空腔空化。

7.2循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)方法判斷空化

循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)方法通過(guò)圖譜載波功率RP進(jìn)行判斷，載波功率RP計(jì)算式如下：

1f2

(7-2)

RPx,fdf

f1

f2f1

γx(α,f)表示譜相干，定義如下：

SCX,f

x,