图1 往复式设备的状态监测及故障诊断系统示意图
本成果由驱动子系统通过传动子系统驱动被驱动部件子系统和载荷激励子系统同轴连接，并通过测控子系统对所述驱动子系统、被驱动部件子系统、载荷激励子系统和变工况实现子系统进行控制和检测，从而可以再现与大中型往复式设备极高近似度的运行状态；同时可按操作指令，自动实现在现实大中型往复设备上无法实现的宽范围工况运行条件高精度调节；并可设置典型故障；在所设置的工况条件下（健康状态和典型故障状态）提供较高精度的扭振信号产生、拾取，并提供包括电机电流和电压等故障诊断所用信号的接口；在状态监测和故障诊断过程中能产生较小的监测误差以及较高的诊断精度。
目前针对大中型往复设备的状态监测和诊断主要采用通过以下三类实验台的方式实现：第一类实验台是对往复部件进行一定程度上的等效、简化成旋转部件，并对现有诊断实验台占大部分的旋转设备实验台进行改造。该类实验台的主要问题是：在简化等效过程中，丢失了可能会对状态监测和故障诊断产生影响的主体运动部件特征，导致对大中型往复式设备的状态监测和故障诊断均存在较大误差。第二类实验台是具有“微型往复设备主体结构形式”特征的实验台，多采用现有的微型往复式设备。该类实验台的主要问题是与石油石化现场往复设备中起关键作用的大多数机组的主体结构、工况、润滑冷却条件都较大不同，并且振动传递路径缺少关键的中间部件环节。所以，在第二类实验台上进行验证诊断技术和方法难以进行往复设备更多、更典型故障的诊断检测实验。第三类实验台直接采用了与现场应用配套的往复设备，并配备详细的工艺流程。该类实验台需要研究机构首先提供石油石化现场类似的公用设施和接口设施，导致设计、搭建、运行维护成本较高，且多被用于研究在被驱动往复设备的辅助系统（如基础特性参数）相关振动特性参数和相关设计分析仿真计算模型的验证（如管汇的脉动、振动分析、计算、减振措施研究等）。所以该类实验台未从根本解决在被驱设备主体具有“大中型往复设备主体结构形式”的实验载体上实现多种测试信号、测试方法、再现非辅助系统。
本成果为解决现有的大中型往复式设备的状态监测和故障诊断存在的监测误差较大、诊断精度较低、无法应用在较复杂工况的大中型往复设备的问题，进而提出了一种往复式设备的状态监测及故障诊断系统及其应用方法。
已获发明专利授权。
图2 发明专利证书
技术许可。
段礼祥，男，1969年10月生，四川泸州人。中国石油大学（北京）安全与海洋工程学院教授、博士生导师。应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室副主任，北京市应急管理学科带头人，国家注册安全工程师，中国振动工程学会故障诊断专业委员会理事，北京市公共安全科学技术学会会员。研究方向：安全监测与智能诊断工程、机械设备状态监测与故障诊断。主持国家级、省部级及企业科研项目30余项，获国家技术发明奖二等奖1项、省部级科技进步一等奖4项；授权发明专利6件、授权实用新型5件，登记软件著作权12件；主编专著1部、教材2部；发表学术论文160余篇（SCI收录20余篇，EI收录50余篇）。获2016-2018年度校优秀教师、2019年度校就业工作先进个人等荣誉称号。
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