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专利名称：基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及电检验式监视控制系统领域，具体为一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置及其使用方法。
背景技术：
盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要求能适应不同的地质条件，对可靠性要求极高，但目前对盾构机故障预警和判断的方法准确度和自动化程度都不高，难以适应现代化工程的需要。

发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种准确率高、操作简便的，本发明公开了一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置及其使用方法。本发明通过如下技术方案达到发明目的
一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置，包括振动传感器，振动传感器安装在盾构机的旋转机械部件上，其特征是还包括模/数转换器、微处理器、输出设备和输入设备，振动传感器的模拟信号输出端通过信号线连接模/数转换器的模拟信号输入端，模/数转换器的数字信号输出端通过信号线连接微处理器，输出设备通过信号线连接微处理器；微处理器选用数字信号处理器、单片机和可编程控制器中的任意一种；输出设备选用显示屏；输入设备选用键盘。所述的基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置，其特征是振动传感器选用加速度传感器、速度传感器和位移传感器中的任意一种，振动传感器的数量至少为2个，模/数转换器的数量和振动传感器的数量相等，每一个振动传感器和一个模/数转换器连接，模/数转换器通过总线方式连接微处理器，输出设备还包括打印机。所述的基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置的使用方法，其特征是按如下步骤依次进行
a.安装将振动传感器安装在盾构机的旋转机械部件上，盾构机的旋转机械部件包括主轴承、齿轮和旋转轴系；
b.采集物理量启动盾构机，待盾构机运转平稳后，通常盾构机运转约3 5分钟后即到达平稳状态，振动传感器开始采集盾构机旋转机械部件的旋转参数，并将旋转参数转换成模拟信号后输入模/数转换器，旋转参数包括转速、旋转周期和瞬时振幅；
c.模/数转换模/数转换器对振动传感器输出的模拟信号实施采样，采样频率不低于盾构机旋转机械部件最低故障特征频率的2倍；采样时间不低于盾构机旋转机械部件旋转周期的2倍，通常取盾构机旋转机械部件旋转周期的10倍，模/数转换器将从振动传感器采样获得的旋转参数模拟信号转换成旋转参数数字信号后再输入微处理器；d.计算微处理器对输入的旋转参数数字信号作峭度分析，设盾构机旋转机械部件的转速为n，旋转周期为T ;模/数转换器对振动传感器输出的模拟信号实施采样的采样频率为f，采样时间为t ;在第i次采样时的瞬时振幅为Xi，且t > 2T，根据旋转周期T分割采样时间t，即用T除t，将采样时间t分割成J个区间，每个区间的时间段内振动传感器采样N次，有 N=T.f，
微处理器根据下列(I)式和(2)式计算峭度值K :
权利要求
1.一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置，包括振动传感器(I)，振动传感器(I)安装在盾构机的旋转机械部件上，其特征是还包括模/数转换器(2)、微处理器(3)、输出设备(4)和输入设备(5)，振动传感器(I)的模拟信号输出端通过信号线连接模/数转换器(2)的模拟信号输入端，模/数转换器(2)的数字信号输出端通过信号线连接微处理器(3)，输出设备(4)通过信号线连接微处理器(3)； 微处理器(3)选用数字信号处理器、单片机和可编程控制器中的任意一种；输出设备(4)选用显示屏；输入设备(5)选用键盘。
2.如权利要求I所述的基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置，其特征是振动传感器(I)选用加速度传感器、速度传感器和位移传感器中的任意一种，振动传感器(I)的数量至少为2个，模/数转换器(2)的数量和振动传感器(I)的数量相等，每一个振动传感器(I)和一个模/数转换器(2)连接，模/数转换器(2)通过总线方式连接微处理器(3)，输出设备(4)还包括打印机。
3.如权利要求I或2所述的基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置的使用方法，其特征是按如下步骤依次进行 a.安装将振动传感器(I)安装在盾构机的旋转机械部件上，盾构机的旋转机械部件包括主轴承、齿轮和旋转轴系； b.采集物理量启动盾构机,待盾构机运转平稳后,振动传感器(I)开始采集盾构机旋转机械部件的旋转参数，并将旋转参数转换成模拟信号后输入模/数转换器(2)，旋转参数包括转速、旋转周期和瞬时振幅； c.模/数转换模/数转换器(2)对振动传感器(I)输出的模拟信号实施采样，采样频率不低于盾构机旋转机械部件最低故障特征频率的2倍；采样时间不低于盾构机旋转机械部件旋转周期的2倍，模/数转换器(2)将从振动传感器(I)采样获得的旋转参数模拟信号转换成旋转参数数字信号后再输入微处理器(3)； d.计算微处理器(3)对输入的旋转参数数字信号作峭度分析，设盾构机旋转机械部件的转速为n，旋转周期为T ;模/数转换器(2)对振动传感器(I)输出的模拟信号实施采样的采样频率为f，采样时间为t ;在第i次采样时的瞬时振幅为Xi，且t > 2T，根据旋转周期T分割采样时间t，即用T除t，将采样时间t分割成J个区间，每个区间的时间段内振动传感器(I)采样N次，有N=T*f， 微处理器(3)根据下列(I)式和(2)式计算峭度值K :
4.如权利要求3所述的基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置的使用方法，其特征是在C模/数转换步骤时，采样频率不低于盾构机旋转机械部件最低故障特征频率的10 倍；采样时间不低于盾构机旋转机械部件旋转周期的10倍。
全文摘要
本发明涉及电检验式监视控制系统领域，具体为一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置及其使用方法。一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置，其特征是还包括模/数转换器(2)、微处理器(3)和输出设备(4)。一种基于细化峭度分析的盾构机故障判别装置的使用方法，其特征是按如下步骤依次进行a.安装；b.采集物理量；c.模/数转换；d.计算；e.判断。本发明结构简单，操作方便，界面友好，判断准确。
文档编号G01H17/00GK102721466SQ201210200878
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者周奇才, 蒋永勤, 赵炯, 陈传林, 黄克 申请人:上海地铁盾构设备工程有限公司