(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210575861.7 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 华能重庆珞璜发电有限责任公司 地址 402283 重庆市江津区珞璜 镇 申请人 中国华能集团清洁能源技 术研究院 有限公司 (72)发明人 徐景悦　唐荣富　沙德生　余长开　 吴迅　吴国民　梁晏萱　邹歆　 陈颖　高开峰　李想　陈飞云　 张丹平　兰小洪　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 安彦彦 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01)G01M 13/00(2019.01) G01M 13/04(2019.01) G01M 13/045(2019.01) (54)发明名称 一种非接触式多功能状态监测装置及其工 作方法 (57)摘要 本发明公开的一种非接触式多功能状态监 测装置及其工作方法， 属于设备振动测量技术领 域。 将激光发射及接收单元、 频闪发射及接收单 元和红外发射及接收单元集成了多功能的组合 式监测装置， 可同时检测到转动设备转轴或轴承 座的温度和振动信号， 便于携带、 减少了巡检人 员携带检测设备的数量。 该装置采用激光测振技 术， 测量时无需与被测设备直接接触， 可有效降 低转动设备对 人身伤害带来的风险， 提高巡检效 率； 同时抗高温效果较好， 可有效识别高温部件 设备振动情况。 测得的振动频谱、 振动相位和温 度成像能够通过显示屏直观的反映给巡检人员， 具有良好的应用前 景。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114812692 A 2022.07.29 CN 114812692 A 1.一种非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 包括壳体(8)以及设在壳体(8)内 部的激光发射及接收单元(2)、 信号采集及处理单元、 电池模块(5)、 信号集成与存储单元 (9)、 频闪发射及接收单元(10)、 红外发射及接收单元(11)、 信号传输单元和信号分析及图 像处理模块(13)； 壳体(8)的外部设有光学系统(1)和显示屏(14)； 用于检测振动频谱的激光发射及接收 单元(2)、 用于检测振动键相的频闪发射及接收单元(10)和用于检测温度的红外发射及接 收单元(11)的发射端分别与光学系统(1)连接， 接收端分别与信号采集及处理单元连接； 信 号采集及处理单元与信号集 成与存储 单元(9)连接， 信号集 成与存储单元(9)分别与信号分 析及图像处理模块(13)和信号传输单元连接； 信号分析及图像处理模块(13)与显示屏(14) 连接； 电池 模块(5)用于供电。 2.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 信号采集及处理 单元包括信号放大模块(3)和信号处理模块(4)， 激光发射及接收单元(2)、 频闪发射及接收 单元(10)和红外发射及接收单元(11)的接收端分别与信号放大模块(3)连接； 信号放大模 块(3)与信号处 理模块(4)连接， 信号处 理模块(4)与信号 集成与存 储单元(9)连接 。 3.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 信号传输单元包 括蓝牙模块和信号线接口(6)， 蓝牙模块和信号线接口(6)分别与信号集成与存储单元(9) 连接。 4.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 壳体(8)内设有 绝缘层。 5.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 激光发射及接收 单元(2)、 频闪发射及接收单 元(10)和红外发射及接收单 元(11)之间设有绝 缘隔板(12)。 6.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 激光发射及接收 单元(2)、 频闪发射及接收单 元(10)和红外发射及接收单 元(11)之间填充 有绝缘材料。 7.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 光学系统(1)前 端设有可启闭的护盖 。 8.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 电池模块(5)为 可拆卸的充电 电池。 9.根据权利要求1所述的非接触式多功能状态监测装置， 其特征在于， 壳体(8)上设有 便携提手和预留 固定板(7)， 预留 固定板(7)上设有 若干连接孔。 10.权利要求1～9所述的非接触式多功能状态监测装置的工作方法， 其特征在于， 包 括： 激光发射及接收单元(2)、 频闪发射及接收单元(10)和红外发射及接收单元(11)通过 光学系统(1)向被测设备发射信号， 并分别接受来自被测设备的振动频谱信号、 键相 信号和 温度信号， 然后经信号采集及处理单元 处理后传输至信号集成与存储单元(9)， 通过信号分 析及图像处理模块(13)处理后在显示屏(14)上显示被测设备的振动频谱、 振动相位和温度 成像， 同时通过信号传输单 元对外传输 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114812692 A 2一种非接 触式多功能状态 监测装置及其工作方 法 技术领域 [0001]本发明属于设备振动测量技术领域， 具体涉及一种非接触式多功能状态监测装置 及其工作方法。 背景技术 [0002]随着人们生产活动的加剧， 机械设备自动化已完全融入社会的生产和人们的生活 中。 设备自动化水平的提高给人们 带来便捷的同时， 随之而来的设备维护 保养工作也越来 越受到重视。 其中机械 设备的振动检测(监测)成为设备安全评价的重要检测(监测)项目之 一。 [0003]振动传感器 的基本测量原理， 是通过磁电感应将设备的机械位移量(位移、 速度、 加速度)记录下来， 并转换成电信号， 经过放大呈现出来。 现有振动传感器一般分为接触式 和非接触式两种： 非接触式振动传感器以超声波和激光为主， 测量方式单一， 常应用在科研 方面。 接触式传感器技术较为成熟， 稳定性较高， 为主流产品， 如电力系统常用接触式传感 器。 [0004]当前巡检工作中主要存在以下问题： 1)巡检人员每次进行巡检工作时需携带多种 测量设备， 如测温仪、 测振仪等； 2)巡检人员常用便携式测振仪表通常为接触式测振传感 器。 其测量方式是通过测量探针、 磁性座等接触或吸合于被测设备的轴承座等 非转动位置。 移动测量时， 需要 人工拆卸 与安装测振传感器。 在转动设备安装或拆卸测振传感器时， 必需 预防转动设备对人身伤害带来的风险。 且接触式测振传感器的抗高温效果较差， 较高的温 度变化带来的影响有可能会导致探头失效或损坏。 3)巡检人员常用的便携式测振仪表， 其 测量的振动信号和相位信号是由两种设备分别布置、 安装， 不能直观显示振动相位； 4)巡检 人员常用的接触式测振传感器只能测量轴承座的振动， 无法直观有效的测量转轴本身的振 动情况。 发明内容 [0005]为了解决上述现有问题， 本发明的目的在于提供一种非接触式多功能状态监测装 置及其工作方法， 集成多种监测手段， 能够对设备进行非接触式监测， 提高工作效率、 减少 设备的携带量、 降低人身安全风险。 [0006]本发明通过以下技 术方案来实现： [0007]本发明公开的一种非接触式多功能状态监测装置， 包括壳体以及设在壳体内部的 激光发射及接收单元、 信号采集及处理单元、 电池模块、 信号集成与存储单元、 频闪发射及 接收单元、 红外发射及接收单 元、 信号传输单 元和信号分析及图像处 理模块； [0008]壳体的外部设有光学系统和显示屏； 用于检测振动频谱的激光发射及接收单元、 用于检测振动键相的频闪发射及接 收单元和用于检测温度的红外发射及接 收单元的发射 端分别与光学系统连接， 接 收端分别与信号采集及处理单元连接； 信号采集及处理单元与 信号集成与存储单元连接， 信号集成与存储单元分别与信号分析及图像处理模块和信号传说　明　书 1/4 页 3 CN 114812692 A 3