往复压缩机状态监测：故障诊断方法、原理与技术特点

往复压缩机作为复杂的机械设备，其状态监测和故障诊断的技术手段和方法很多，通常采用的是在线间接诊断方法，即通过二次诊断信息来间接判断其中关键零部件的状态变化。常见的方法一般有直观监测、热力性能参数监测、振动噪声监测、润滑油液分析、专家系统和神经网络等。

（1）直观检测 压缩机操作人员仅用耳听、眼看、凭借经验来判断设备的故障。随着机械设备朝着高度自动化的方向发展，该方法已无法满足目前往复压缩机故障诊断的要求。

（2）热力性能参数监测 测量热力性能参数，并据此判断往复压缩机状态以诊断故障，已有较长的历史。通过仪表监测压缩机的油温、水温、排气量、排气压力、冷却水量等参数，为查找有关部件的故障提供有用的信息。由于该方法对故障点缺乏准确性及预测性，目前主要用于监测工艺参数及压缩机的运行状态。

（3）振动噪声监测 振动监测诊断往复压缩机故障，已取得了许多研究成果。利用机器表面振动信号诊断活塞、气缸磨损、气阀漏气和主轴承状态；在缸头安装振动传感器，通过分析振动信号诊断缸内故障；利用振动信号诊断往复压缩机主轴承故障；利用润滑油管路内的压力波信号诊断往复压缩机轴承故障等。但由于背景噪声干扰大、往复机械工况的变化导致其信号的非平稳性、缺少性能可靠的传感器等原因，该方法在实时监测往复压缩机工况中尚未全面推广。

（4）油液监测 润滑油油液分析分为两大类：一类是油液本身物理化学性能的分析，润滑油的粘度、酸度、水分、燃油、闪点等；另一类是油液中摩擦副磨损信息的分析，包括光谱分析、铁谱分析、颗粒计数等。该方法的实施过程包括取样、样品制备、获得监测数据、形成诊断结论等步骤。(www.xing528.com)

近年来，国内外均研制出了用于现场的便携式油液性能测试箱，可简便地测试油液的粘度、酸（碱）值、水分、机械杂质等多项指标。润滑油中磨粒监测技术则可分为在线和离线两大类。离线监测技术主要有油液光谱分析、铁谱分析及利用扫描电子显微镜和能谱仪分析铁谱谱片等；在线监测技术主要有颗粒计数器、在线式铁谱仪等，已经投入使用的主要有光学型磨损颗粒计数器、电磁型磨损颗粒计数器，尚未投入实际使用但已在研究的有X射线磨损颗粒在线监测仪、超声磨损颗粒监测仪等。

（5）人工智能诊断往复压缩机故障 人工智能领域的专家系统和神经网络技术已广泛应用于往复压缩机故障诊断。故障诊断专家系统是基于大量的实践经验和领域专家知识的一种智能化计算机程序系统，用以解决复杂的、难度较大的系统故障诊断问题。它的优点是推理预测简单、解释机制强、易于建造、使用方便；其缺点是在诊断复杂装备时，存在知识获取的瓶颈和自学习、专家知识是否准确和可靠及推理机制过于简单等问题。

人工神经网络是一种大规模的分布式并列处理系统，具有组织性和自学习性，能从故障中学习，具有联想记忆、模式匹配等功能。将它应用到故障诊断系统，可较好地解决当前专家系统面临的问题，但也存在很多不足，如诊断推理不清楚、诊断解释机制不强、复杂系统的模型难以建立等。