状态监测传感器

许多传感器能够用于检测设备组件的变化。振动传感器是监测旋转机械较为常用的传感器。这类传感器通常能够在故障前两个月左右检测到设备组件的机械老化，如图1所示。

^{图1:使用传感器可以提前检测资产老化情况。}

如图2所示，设备状态监测使用的其他传感技术包括电机电流、油液分析、热成像、动态压力和运行状态（例如速度）传感器。

^{图2:各种状态监测技术可帮助资产专家了解资产的运行状况。}

表1列出了状态监测中使用的传感器类型以及部分供应商。

^{表1:状态监测传感器的测量方式、信号调理需求和供应商各不相同。}

图3显示了一个典型的传感器以及该传感器所监测资产的故障模式范例。

^{图3:可以检测到的典型传感器和故障模式。}

每种传感器都能够监测旋转机械设备内机械和电气组件的老化情况。

1. 振动传感器用于检测滚柱轴承磨损、变速箱磨损、轴倾斜、失衡和机械松动。
2. 速度传感器与振动传感器配合使用，可以将振动与转速和轴角位置相关联。
3. 电机电流传感器通常放置在电机控制中心，用于检测转子偏心、绕组松动、转子条老化以及供电不平衡等问题。
4. 动态压力传感器用于检测燃烧动力、紊流流动和气蚀。
5. 温度传感器通常用于检测由摩擦引起的热量。这些传感器经常与振动传感器配合使用，来检测振动相关的老化。
6. 热成像可检测相机视场内数百个点的温度。
7. 超声波传感器可以检测电气问题，包括电晕、电弧和跟踪，也可用于检测滚柱轴承早期的磨损迹象。
8. 油量传感器可以检测轴承和齿轮的磨损碎屑，还可以检测油液中降低油液润滑能力的污染物。

确定了设备、故障模式和传感器后，下一步就是选择测量硬件来将传感器进行数字化。测量硬件的选择取决于传感器特性，包括频率范围、电压范围和信号调理需求。

就频率范围而言，可以从两类传感器中进行选择：静态和动态。动态传感器测量的频率范围远高于2 Hz。例如，典型加速度计的频率范围是1 Hz或2 Hz至15 kHz或20 kHz。超声波传感器的频率范围可扩展到100 kHz甚至更高，外差输出范围为几百赫兹至40 kHz。相反，静态传感器以1 Hz至10 Hz或20 Hz的速率将监测到的物理特性转换为电信号。

另外两种传感器特性是电压范围和信号调理需求。部分传感器可产生高达30 V的电压，而其他传感器可能只能生成几毫伏的电压。还有一些传感器需要传感器电源（例如IEPE电源），而其他传感器可能需要冷端温度补偿。表1列出了每种测量和传感器的常见信号调理需求。

NI提供了广泛的硬件来采集这些传感器的数据，同时还提供了相应的软件来处理和分析数据。如需了解可连接到这些传感器且可立即部署的软件，请查看以下的链接。

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