水泵机组轴承状态智能监测仪标准总结

1. 标准概述

T/CIDA 0030-2024《水泵机组轴承状态智能监测仪》是中国灌区协会发布的团体标准，规定了水泵机组轴承状态智能监测仪的性能及技术要求，适用于水利工程、城乡供排水工程应用的水泵机组轴承状态智能监测仪的设计选型、试验、安装调试及验收、运行及维护。

2. 术语和定义

标准明确了以下关键术语：

• ​​滚动轴承​​：将滑动摩擦变为滚动摩擦的轴承，由内圈、外圈、滚动体和保持架组成
• ​​滑动轴承​​：在滑动摩擦下工作的轴承，由内圈、外圈和润滑表面组成
• ​​水泵机组轴承状态智能监测仪​​：通过多功能传感器实时监测设备轴承状态，并通过有线或无线方式将数据传输至处理终端的设备
• ​​多功能传感器​​：集成温度、振动和噪声传感器的设备
• ​​环境状态传感器​​：测量环境温度和噪声的传感器
• ​​数据处理终端​​：处理、存储传感器数据并与云平台交互的电子仪器

3. 组成及主要参数

3.1 组成

监测仪由多功能传感器、环境状态传感器、通信网络和软件组成。

3.2 性能参数

• ​​多功能传感器​​：
  • 信号传输距离：有线≥50m，无线≥20m
  • 防护等级：IP65及以上
  • 振动监测误差：±0.5%
  • 结构噪声采集范围：45-120dB，误差±5%
  • 温度采集范围：-25℃~125℃，误差±1%
• ​​数据处理终端​​：
  • 通信方式：4G/5G/以太网/Wi-Fi
  • 数据存储：本地≥32GB，云端长期保存
  • 防护等级：IP65

4. 技术要求

4.1 一般要求

• 有线传感器引线长度≥50m
• 无线传感器通信距离>20m
• 单台数据处理终端至少支持4个有线和多个无线传感器
• 支持RS-485本地通信功能
• 装配质量要求紧固件无松动，显示屏清晰可靠

4.2 功能要求

• 实时监测轴承振动、温度、结构噪声
• 记录和导出历史数据
• 滑动轴承可监测润滑油量和油质
• 异常预警消息推送功能
• 支持网页端大屏显示
• 云平台具备故障类型数据库和24小时服务

4.3 性能要求

• 振动监测误差：±0.5%(1-800Hz)
• 噪声监测误差：±5%(50-16000Hz)
• 温度监测误差：±1%(-25℃~125℃)
• 防护等级：IP65
• 电磁兼容性符合相关标准
• 环境适应性：高温55℃、低温-40℃、湿热、盐雾等测试

4.4 安全要求

• 符合GB4943.1安全标准
• 内置锂电池符合GB31241
• 有害物质限值符合规定
• 平均无故障时间≥3年

5. 设计选型

5.1 技术参数

• 工作电压：DC 12-24V
• 工作环境：温度-20℃~65℃，湿度20%~90%
• 最少采集通道：4路有线+32路无线+1路环境传感器

5.2 选型设计

• 测点集中场合选用有线传感器
• 测点分散场合选用无线传感器
• 需要现场观测选用屏显款终端
• 仅需远程监测选用通用款终端
• 多功能传感器宜安装在轴承座外圈顶部中央位置

6. 检验与试验

6.1 检验项目

• 外观与装配质量检验
• 功能检验
• 性能试验(振动、电磁兼容性、环境适应性等)
• 安全性检验

6.2 检验规则

• 出厂检验：全数或抽样检验
• 型式检验：每年1次或特殊情况时进行

7. 安装调试与运行

7.1 安装前检查

• 检查合格证、质量证明文件等
• 检查设备标识、装配质量和外观
• 存储要求通风、干燥、清洁的环境

7.2 安装调试

• 核对设备编码和无线配对
• 多功能传感器安装在轴承座外圈顶部中央位置
• 环境传感器宜放在机柜上方
• 数据处理终端安装在配套机柜内

7.3 运行维护

• 定期对无线传感器充电
• 及时处理异常预警信息
• 故障时检查供电、网络和连接线

8. 附录A：安装方式及数据分析

8.1 安装配置方式

• 卧式机组和立式机组有不同的安装方式
  
  

8.2 模型架构

• 支持故障样本信号滤波和特征提取
• 形成故障特征样本库
• 信号处理流程包括数据采集、预处理、特征提取等

8.3 故障判别算法

• 滚动轴承故障特征(缺油、机械损伤)
• 滑动轴承故障特征(油膜破坏导致温度升高)
• 基于数字孪生模型进行剩余寿命预测
• 采用极大似然估计、贝叶斯理论、卷积神经网络等方法
• 高斯过程回归方法示例公式见标准原文