性能參數監(jiān)測

性能參數監(jiān)測第一頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/20234.1概述定義：通過測定機械設備的各項性能參數值（如溫度、壓力、油耗等），將這些數據進行處理，然后同基準參考值相比較，得出分析結果（如偏高、偏低、過高、過低），從而可以看出機械在整體性能方面或零件性能方面存在的問題，并進行分析判斷其故障部位及發(fā)展趨勢的技術。

參數

運行整體性能

第二頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023特點：（1）獲得被監(jiān)測對象的整體性能。（2）較容易被現場設備管理和維修人員接受。（3）便于實現在線監(jiān)測。（4）可利用被監(jiān)測對象配有的測試儀表，投資少。

第三頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023監(jiān)測參數的分類：（1）基本參數：長度、質量、時間、電流、溫度和光強等；

（2）主要參數：力、壓力、功、能量、功率、電荷、電位差、電阻、電容、電感和導熱率等；

（3）次要參數：力矩、沖量、流量、燃料消耗率、單位燃料消耗率等。

4.2監(jiān)測參數的選擇

第四頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023選擇監(jiān)測參數的要求：（1）要有足夠的信息量。

（2）監(jiān)測參數與故障之間有較好的靈敏度。

（3）在投資少和時間花費少的前提下，確保測量有較高的精度。

在柴油機的性能參數監(jiān)測選擇的監(jiān)測參數主要是熱工參數。包括：油、水系統(tǒng)的溫度與壓力、各缸的排氣溫度、進排氣管平均壓力、各種壓力差、曲軸箱壓力、空氣流量、轉速、各缸指示功率、油耗、氣缸施工圖、噴油壓力曲線、進排氣管壓力波、壓縮壓力和爆發(fā)壓力等。

第五頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023監(jiān)測參數的確定方法：（1）確定被監(jiān)測對象。（2）明確與上述被監(jiān)測對象相關的結構參數和技術指標。（3）找出影響各結構參數和技術指標的故障型式。（4）分析各故障型式所對應的故障癥兆。（5）確定反映故障癥兆的監(jiān)測參數。第六頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023監(jiān)測對象（缸套-活塞環(huán)-活塞）缸套與活塞間隙活塞環(huán)與環(huán)槽間隙活塞環(huán)開口間隙活塞環(huán)彈性缸套或活塞磨損環(huán)槽磨損活塞環(huán)折斷活塞環(huán)積炭撞擊、噪聲潤滑油中磨損產物曲軸箱漏氣滑油燒損排氣濃度壓縮空氣功率燃油消耗率滑油消耗量、功率、曲軸箱內壓力、壓縮空氣、燃油消耗率、振動、滑油中磨粒濃度第七頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023定義：通過測溫技術測量監(jiān)測對象的表面或內部溫度，以溫度的大小和分布來分析監(jiān)測對象的運動狀態(tài)和與熱相關的故障，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

第八頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023液體膨脹式玻璃溫度計4.3.2接觸式溫度測量①水銀（-35℃～350℃）；②有機液體（-200℃～200℃）。避免急冷急熱；防止斷液；避免氣泡和視覺誤差。第九頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023壓力式玻璃溫度計小型壓力式溫度計常用于內燃機中冷卻水、潤滑油系統(tǒng)的溫度監(jiān)測。第十頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023雙金屬溫度計雙金屬片受熱后由于兩種金屬片的膨脹系數不同而產生彎曲變形，彎曲的程度與溫度高低成比例。

第十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023熱電阻溫度計利用電阻與溫度呈一定函數關系的金屬導體或半導體材料制成感溫元件，當溫度變化時，電阻隨溫度而變化，通過測量電路的轉換，在顯示器上顯示出溫度值。大多數金屬導體當溫度上升1℃時，其電阻值均增大0.4％～0.6％；而半導體當溫度上升1℃時，其電阻值則下降3％～6％。是一種較為理想的高溫測量儀表，但在較低溫度測量時，由于產生的熱電勢較小，測量精度相應降低。在-200～500℃溫度范圍內，一般使用熱電阻溫度計測量效果較好。感溫金屬導體：鉑、銅、鎳金屬絲電阻溫度計感溫金屬半導體：半導體熱敏電阻溫度計第十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023熱電偶溫度計熱電偶是由兩種不同的導體（或半導體）材料焊接或鉸接在一起，焊接的一端與被測介質充分接觸，感受被測溫度，稱為熱電偶的工作端或熱端；另一端與導線連接，稱為自由端或冷端。導體Ａ、Ｂ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生熱電勢，這種物理現象就稱為熱電現象（熱電效應）。第十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023熱電偶溫度計測量范圍廣、結構簡單、使用方便，測溫準確可靠、便于信號的遠傳、自動紀錄和集中控制。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）。第十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023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，把這些具有固定熔點的金屬（合金）絲嵌入被測零部件的表面，當零部件經過一定時期的運轉后觀察金屬絲是否熔化來確定該點的溫度范圍。安裝方便，尤其對運動零部件的測溫簡單易行，測試結果直觀。但是每次只能測一種工況下的溫度值，且各點的絕對溫度值難以精確確定。第十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023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，易進行溫度場的測量；但測量精度不高，而且硬度計要求有一定經驗的專業(yè)人員進行操作，以免因操作不當帶來過大的誤差。第十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023示溫涂料法

利用某些物質的顏色隨溫度變化的特性來進行測溫。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40～260℃之間。

第十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023示溫蠟片測溫法利用某些物質在不同溫度下能夠發(fā)生熔化或變色的特性進行測溫。國產的示溫蠟片的額定顯示溫度有60℃、70℃、80℃、90℃、100℃五種。使用時可根據機械額定工作溫度選擇相應的示溫蠟片粘在監(jiān)測部位，當被測部位溫度超過示溫蠟片額定溫度時，示溫蠟片即熔化脫落，從而發(fā)現過熱現象。第十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/20234.3.3非接觸式測溫（紅外測溫）

紅外概念：電磁波

近紅外區(qū)：0.78～1.5μm中紅外區(qū)：1.5～6μm遠紅外區(qū)：6～15μm極遠紅外區(qū)：15～1000μm

第十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023紅外測溫技術

1）運動的或帶電的物體，如軸承、軸、變電設備等；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)則結構，如電機中的線圈端頭；4）必須避免導熱的微小物體，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、反應塔和加熱爐爐門。第二十頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023紅外測溫技術的優(yōu)點

1）反應速度快，響應時間在10-3s~10-9s量級。2）非接觸式測溫，從而不影響被測目標物的溫度場。3）可用于許多無法接近的目標、帶電和腐蝕性等介質溫度測量。如月球表面溫度、高速運轉中的設備，放射性環(huán)境下的設備，高溫、高電壓設備等的溫度測量。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）可對小目標進行測量，最小可測出直徑為7.5μm的目標。7）可進行動態(tài)測溫。第二十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023熱敏探測器光子探測器

紅外探測器

微弱紅外光

光電轉換器件

第二十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023光子探測器和熱敏探測器的性能比較

第二十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023主動式紅外成像被動式紅外成像

紅外成像

紅外輻射信號

紅外熱圖像

第二十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023主動式紅外成像第二十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023被動式紅外成像第二十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023只能測量設備表面上某點周圍小面積的平均溫度。紅外點溫儀

低溫點溫儀——測量范圍：-100-300℃中溫點溫儀——測量范圍：600℃以下高溫點溫儀——測量范圍：900℃以下第二十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023紅外點溫儀常用于測量物體的一個點（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

第二十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023紅外熱像儀具有優(yōu)良的性能，但它的裝置精密，價格比較昂貴，且需要制冷系統(tǒng)方能工作，除了一些重要設備需配備紅外熱像儀外，大多數工業(yè)生產中應用價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?？蓪Ρ粰z目標進行二維溫度場檢測。紅外熱電視

第二十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023日常巡檢定期普測重點跟蹤配合檢修基礎檢修

紅外檢測的工作內容

第三十頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023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備的要求

紅外檢測的基本要求

第三十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023對檢測環(huán)境的要求①檢測目標及環(huán)境溫度不宜低于5℃。如果必須在低溫下進行紅外檢測，應注意儀器自身的工作溫度范圍，還應考慮水汽、結冰將影響檢測結果的可信度。②環(huán)境濕度不應>85％，風速不應>0.5m／s，不應有雷、雨、霧、雪。若檢測中風速變大，應記錄風速，必要時應對檢測結果按風速加以修正。③戶外設備檢測宜在日出之前、日落之后或陰天情況下進行。④戶內外設備檢測要避免燈光的照射。⑤注意其他高溫輻射體的干擾，在可能的條件下應采取遮擋措施。第三十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023對操作方法的要求①從全面掃描到局部精確檢測②精密檢測的注意事項A針對不同的檢測目標選擇不同的溫度參照體。B檢測設備發(fā)熱點、正常設備的對應點及環(huán)境溫度參照體的溫度值時，應注意使用同一臺儀器。C如進行同類設備比較時，應保持對各測點的測距、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到最佳狀態(tài)，以便于精密診斷設備的故障。E要從不同方位對熱異常部位進行檢測，以找出最熱點的溫度值。第三十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023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

第三十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023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標準大氣壓（atm）=1.033工程大氣壓=1.013×105Pa1工程大氣壓（kgf/cm2）=98066.5Pa≈98KPa1毫米汞柱（mmHg）=133.322Pa1毫米水柱（mmH2O）=9.80665Pa1巴（bar）=105Pa1磅力/英寸2（bf/in2）=6894.9Pa

4.4壓力監(jiān)測4.4.1壓力監(jiān)測基礎

第三十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023壓力的表示方法

第三十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/20231、液柱式壓力計4.4.2測壓儀表

第三十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/20232、彈性式壓力計彈性元件

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

第三十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023彈簧管壓力表

彈簧管的測壓原理圖第三十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023彈簧管壓力表

第四十頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/20233、電氣式壓力計第四十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023瞬時流量：單位時間內流經某一有效截面的流體數量。

體積流量：單位時間內流過某一有效截面的流體體積。

質量流量：單位時間內流經某一有效截面的流體質量。

累積流量[總量]：在某段時間內流經有效截面的流體數量的總和。4.5流量監(jiān)測4.5.1流量監(jiān)測基礎

第四十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023速度式流量計容積式流量計質量式流量計

4.5.2流量測量儀表

第四十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023差壓式流量計

1－節(jié)流元件；2－引壓管路；3－三閥組；4－差壓計流量大時，差壓就大，流量小時，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。

第四十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023容積式流量計

工作原理：流體通過流量計，就會在流量計進出口之間產生一定的壓力差，流量計的轉動部件（簡稱轉子）在這個壓力差作用下產生旋轉，并將流體由入口排向出口，在這個過程中，流體一次次地充滿流量計的“計量空間”，然后又不斷地被送往出口，在給定流量計條件下，該計量空間的體積是確定的，只要測得轉子的轉動次數，就可以得到通過流量計的流體體積的累積值。第四十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023測量的精確度與流體的密度無關，測量精確度高，可達±０.１％～±０.５不受流動狀態(tài)的影響廣泛應用于工業(yè)生產過程的流量測量并作為流量計量的標準儀表不要求前、后直管段長度，特別適合高粘度介質的測量要求被測流體潔凈，否則在流量計前應加裝過濾器，這樣將造成較大壓損，而且對于大口徑管道測量，流量計本體顯得過于笨重，安裝、維修均不方便第四十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023齒輪型容積式流量計

橢圓齒輪每轉一周，就排出四份“計量空間”流體體積

第四十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日2/24/2023電磁流量計

適用于測量具有導電性的液體介質的流量