设备检测系统及方法与流程

1.本公开涉及振动检测设备领域，具体地，涉及一种设备检测系统及方法。


背景技术：

2.目前，对风电机组传动链部件状态的检测方法主要有两种，分别是阈值判断法和谱图分析法。其中，阈值判断法主要依据行业标准，对振动加速度有效值是否超限进行判断，从而确定机组传动链部件的故障等级。而谱图分析法主要依靠分析人员查看振动信号的时域波形图和频谱图，从而确定机组传动链部件的故障等级和故障发生部位。
3.但是，由于风电机组的振动大小受机组工况的影响较大，导致阈值判断法的准确性较低，而谱图分析法的准确性取决于分析人员的经验丰富程度，可靠性较低。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种设备检测系统及方法，以解决上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种设备检测系统，所述系统包括振动感知单元、信号检测单元以及信号分析终端；
6.所述振动感知单元用于将目标对象的机械振动转换为电信号；
7.所述信号检测单元用于对所述电信号进行识别，得到n个频段所对应的n个有效值，其中，第n个频段的下限频率小于或等于第1个频段的下限频率，所述第n个频段的上限频率大于或等于第n-1个频段的上限频率，且第i个频段的上限频率等于第i 1个频段的下限频率，n为正整数，i为小于n-1的正整数；
8.所述信号检测单元用于在所述第n个频段所对应的第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，基于所述n个有效值确定所述目标对象的状态等级，并将所述状态等级发送给所述信号分析终端；
9.所述信号分析终端用于根据所述状态等级确定所述目标对象的故障状态检测结果。
10.可选地，所述系统还包括换能单元和能量收集单元；
11.所述换能单元用于将所述目标对象的机械振动转换为电能；
12.所述能量收集单元用于存储所述电能，并向所述信号检测单元供电。
13.可选地，所述信号检测单元还用于在所述第n个有效值小于或等于所述预设信号阈值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第一等级，所述第一等级表征所述目标对象未发生故障。
14.可选地，所述n个频段为4个频段，则所述n个频段所对应的n个有效值分别为第一个频段对应的第一有效值、第二个频段对应的第二有效值、第三个频段对应的第三有效值以及第四个频段对应的第四有效值，所述信号检测单元用于：
15.确定所述第一有效值与所述第四有效值的第一比值，确定所述第二有效值与所述第四有效值的第二比值，以及确定所述第三有效值与所述第四有效值的第三比值；
16.在所述第三比值大于所述第一比值且所述第三比值大于所述第二比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第二等级；
17.在所述第二比值大于所述第一比值且所述第二比值大于所述第三比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第三等级；
18.在所述第一比值大于所述第二比值且所述第一比值大于所述第三比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第四等级；
19.其中，所述第二等级、所述第三等级和所述第四等级所表征的故障严重程度依次递增。
20.可选地，所述信号检测单元还用于在所述第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，采集所述目标对象的振动波形数据并发送给所述信号分析终端；
21.所述信号分析终端还用于根据所述振动波形数据确定所述目标对象的故障位置检测结果。
22.可选地，所述信号分析终端还用于在所述目标对象所在的设备组满足预设检测开启条件的情况下，向所述信号检测单元发送检测指令，所述预设检测开启条件包括在所述设备组启机后的首次检测时，所述设备组的发电机转速达到额定转速，或在所述设备组启机后的非首次检测时，所述设备组的发电机转速达到额定转速，且距离上一次检测时间的时间间隔大于或等于预设时间间隔；
23.所述信号检测单元还用于响应于所述检测指令，对所述电信号进行识别得到所述n个频段所对应的所述n个有效值。
24.可选地，所述振动感知单元和所述换能单元被封装在第一封装组件内，所述第一封装组件设置在所述目标对象的预设检测点，所述信号检测单元和所述能量收集单元被封装在第二封装组件内，所述第一封装组件和所述第二封装组件通过线缆连接；
25.所述信号分析终端与所述第二封装组件通过无线方式通信，并与所述目标对象所在的设备组的控制柜通过线缆连接，用于获取供电电源以及发电机转速数据。
26.本公开的第二方面还提供一种设备检测方法，应用于设备检测系统，所述系统包括振动感知单元、信号检测单元以及信号分析终端，所述方法包括：
27.所述振动感知单元将目标对象的机械振动转换为电信号；
28.所述信号检测单元对所述电信号进行识别，得到n个频段所对应的n个有效值，其中，第n个频段的下限频率小于或等于第1个频段的下限频率，所述第n个频段的上限频率大于或等于第n-1个频段的上限频率，且第i个频段的上限频率等于第i 1个频段的下限频率，n为正整数，i为小于n-1的正整数；
29.所述信号检测单元在所述第n个频段所对应的第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，基于所述n个有效值确定所述目标对象的状态等级，并将所述状态等级发送给所述信号分析终端；
30.所述信号分析终端根据所述状态等级确定所述目标对象的故障状态检测结果。
31.可选地，所述系统还包括换能单元和能量收集单元，所述方法还包括：
32.所述换能单元将所述目标对象的机械振动转换为电能。
33.所述能量收集单元存储所述电能，并向所述信号检测单元供电。
34.可选地，所述方法还包括：
35.所述信号检测单元在所述第n个有效值小于或等于所述预设信号阈值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第一等级，所述第一等级表征所述目标对象未发生故障。
36.可选地，所述n个频段为4个频段，则所述n个频段所对应的n个有效值分别为第一个频段对应的第一有效值、第二个频段对应的第二有效值、第三个频段对应的第三有效值以及第四个频段对应的第四有效值，所述基于所述n个有效值确定所述目标对象的状态等级，包括：
37.所述信号检测单元确定所述第一有效值与所述第四有效值的第一比值，确定所述第二有效值与所述第四有效值的第二比值，以及确定所述第三有效值与所述第四有效值的第三比值；
38.所述信号检测单元在所述第三比值大于所述第一比值且所述第三比值大于所述第二比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第二等级；
39.所述信号检测单元在所述第二比值大于所述第一比值且所述第二比值大于所述第三比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第三等级；
40.所述信号检测单元在所述第一比值大于所述第二比值且所述第一比值大于所述第三比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第四等级；
41.其中，所述第二等级、所述第三等级和所述第四等级所表征的故障严重程度依次递增。
42.可选地，所述方法还包括：
43.所述信号检测单元在所述第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，采集所述目标对象的振动波形数据并发送给所述信号分析终端；
44.所述信号分析终端根据所述振动波形数据确定所述目标对象的故障位置检测结果。
45.可选地，所述方法还包括：
46.所述信号分析终端在所述目标对象所在的设备组满足预设检测开启条件的情况下，向所述信号检测单元发送检测指令，所述预设检测开启条件包括在所述设备组启机后的首次检测时，所述设备组的发电机转速达到额定转速，或在所述设备组启机后的非首次检测时，所述设备组的发电机转速达到额定转速，且距离上一次检测时间的时间间隔大于或等于预设时间间隔；
47.所述信号检测单元响应于所述检测指令，对所述电信号进行识别得到所述n个频段所对应的所述n个有效值。
48.在上述技术方案中，振动感知单元用于将目标对象的机械振动转换为电信号，信号检测单元用于对电信号进行识别，得到n个频段所对应的n个有效值，并在第n个频段所对应的第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，基于n个有效值确定目标对象的状态等级，并将状态等级发送给信号分析终端，信号分析终端用于根据状态等级确定目标对象的故障状态检测结果。采用该系统，通过分析目标对象的多个振动频段的有效值得到故障状态检测结果，可以减少偶发的异常振动造成判断错误的概率，并且无需进行人工分析即可得到检测结果，提高对目标对象的故障检测的准确度和可靠性，并减少人工成本。
49.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
50.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
51.图1是本公开实施例提供的一种设备检测系统的示意图；
52.图2是本公开实施例提供的一种设备检测系统的安装示意图；
53.图3是本公开实施例提供的一种设备检测方法的流程示意图；
54.图4是本公开实施例示出的另一种设备检测系统的示意图；
55.图5是本公开实施例示出的一种设备检测系统的逻辑处理的示意图。
具体实施方式
56.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
57.应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
58.需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
59.目前，风电机组传动链故障造成的停机和维护费用，一直是风电运营企业运维成本的重要构成。对风电机组传动链采取有效检测，及时发现机组部件潜在故障隐患，实现预防性维修，是降低运维成本的重要途径。由于风电机组运行工况复杂，传动链故障检测设备也多种多样，比如声发射检测仪、听声棒、音频检测仪、视觉检测仪、振动测试分析仪等等。
60.由于机械设备在运行时总会伴随着机械振动，而当部件存在故障时，振动信号会发生异常，信号中出现表征其故障的特定频率成分，使得振动检测成为风电机组传动链故障检测的重要手段之一。目前，针对风电机组传动链部件状态的检测方法主要有两种，分别是阈值判断法和谱图分析法。其中，阈值判断法，主要依据行业标准，对振动加速度有效值是否超限进行判断，从而确定机组传动链部件的故障等级。而谱图分析法，主要依靠分析人员查看振动信号的时域波形图和频谱图，确定机组传动链部件的故障等级和故障发生部位。但是，由于风电机组的振动大小受机组工况的影响较大，导致阈值判断法的准确性较低，而谱图分析法的准确性取决于分析人员的经验丰富程度，可靠性较低。
61.有鉴于此，本公开提供一种设备检测系统及方法，以解决上述技术问题。
62.下面结合具体实施例对本公开进行说明。
63.参照图1，本公开提供一种设备检测系统，所述系统包括振动感知单元101、信号检测单元102以及信号分析终端103。振动感知单元101用于将目标对象的机械振动转换为电信号。信号检测单元102用于对电信号进行识别，得到n个频段所对应的n个有效值，其中，第
n个频段的下限频率小于或等于第1个频段的下限频率，第n个频段的上限频率大于或等于第n-1个频段的上限频率，且第i个频段的上限频率等于第i 1个频段的下限频率，n为正整数，i为小于n-1的正整数。信号检测单元102用于在第n个频段所对应的第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，基于n个有效值确定目标对象的状态等级，并将状态等级发送给信号分析终端。信号分析终端103用于根据状态等级确定目标对象的故障状态检测结果。
64.示例地，第n个频段需包含第1个频段到第n-1个频段的频率，例如第1个频段的下限频率为10hz，第n-1个频段的上限频率为5000hz，第n个频段可以为10hz至5000hz，或者5hz-5005hz，等等，本公开对此不作限定，能够包含第1个频段到第n-1个频段的频率即可。从而能够将第n个频段所对应的第n个有效值代表目标对象的整体振动情况与预设信号阈值进行比较，以对目标对象进行初步振动检测。其中，第n个有效值大于预设信号阈值表征目标对象出现异常振动，而预设信号阈值可以参考行业标准设定，本公开对此不作限定。
65.采用上述系统，通过分析目标对象的多个振动频段的有效值得到故障状态检测结果，可以减少偶发的异常振动造成判断错误的概率，并且无需进行人工分析即可得到检测结果，提高对目标对象的故障检测的准确度和可靠性，并减少人工成本。
66.值得说明的是，目前，针对风电机组传动链部件的振动检测设备有三种，分别是在线振动检测设备、离线振动检测设备和无线振动检测设备。其中，在线振动检测设备由固定式数据采集终端、振动传感器、传感器线缆构成，在机组停机状态下安装部署好数据采集终端、振动传感器，机组运行后，无需在人员在场，即可进行振动数据采集工作。离线振动检测设备由便携式数据采集终端、振动传感器、传感器线缆构成，需要在风电机组运行时，由检测人员在机舱内进行手动操作，开展振动数据采集工作。无线振动检测设备将无线传输技术与传感器技术相结合，由无线振动传感器和数据采集终端构成的无线振动检测设备，省略了传感器线缆，可以满足离线振动检测和一定时间的连续振动检测需求。
67.但是，在线振动检测设备存在系统安装复杂、施工时间较长的缺点，而且系统建成后，对网络资源、服务器存储和计算资源均有较高要求。离线振动检测设备又存在人身安全隐患、检测人员劳动强度大等问题。无线振动检测设备，虽然降低安装部署的难度，但由于风电机组的空间狭小，无线振动传感器通常采用振动感知元件、信号处理电路、供电系统一体化设计方案，体积较大，存在部分测点难以安装的缺点，并且其续航能力有限，不能满足长时间检测的需求。
68.因此，在可能的方式中，系统还包括换能单元和能量收集单元，换能单元用于将目标对象的机械振动转换为电能。能量收集单元用于存储电能，并向信号检测单元供电。
69.示例地，通过将目标对象的机械振动转换为电能，以供信号检测单元使用，信号检测单元无需依靠电池进行供电，在节能的同时，提高信号检测单元的续航能力。
70.在可能的方式中，振动感知单元和换能单元被封装在第一封装组件内，第一封装组件设置在目标对象的预设检测点，信号检测单元和能量收集单元被封装在第二封装组件内，第一封装组件和第二封装组件通过线缆连接。信号分析终端与第二封装组件通过无线方式通信，并与目标对象所在的设备组的控制柜通过线缆连接，用于获取供电电源以及发电机转速数据。
71.示例地，参照图2，振动感知单元和换能单元封装并按照在预设检测点获取目标对象的机械振动，进而将机械振动转换的电信号通过线缆传输给信号检测单元，以及将机械
振动转换的电能通过电缆传输给能量收集单元，最后通过能量收集单元存储电能并向信号检测单元供电，无需依靠电池进行供电，提高信号检测单元的续航能力。信号分析终端与第二封装组件通过无线方式通信，无需铺设线缆，降低安装难度和安装时间。并且信号分析终端可以设置在与目标对象所在的设备组的控制柜附近并通过线缆连接，用于获取供电电源以及发电机转速数据。此外，信号分析终端也可以单独与电源系统连接以获得供电电源，本公开对此不作限定。
72.需说明的是，振动感知单元和换能单元结构简单且体积较小，可以安装在空间狭小的检测点。而信号检测单元和能量收集单元可以设置在检测点附近空间较大的区域，第一封装组件和第二封装组件通过线缆连接，以此满足狭小空间的检测需求并保障信号检测单元的续航能力。
73.在可能的方式中，信号检测单元还用于在第n个有效值小于或等于预设信号阈值的情况下，确定目标对象的状态等级为第一等级，第一等级表征目标对象未发生故障。
74.需说明的是，当机组传动链部件存在故障时，振动信号发生异常，并出现表征其故障的特定频率成分。一般来说，部件故障处于初期时，故障特征频率的高阶谐波成分能量占比较高，随着部件故障的发展，故障特征频率的中阶谐波成分能量占比逐渐提高，部件故障发展到后期，故障特征频率的低阶谐波成分凸显。
75.因此，在可能的方式中，n个频段为4个频段，则n个频段所对应的n个有效值分别为第一个频段对应的第一有效值、第二个频段对应的第二有效值、第三个频段对应的第三有效值以及第四个频段对应的第四有效值，信号检测单元用于：确定第一有效值与第四有效值的第一比值，确定第二有效值与第四有效值的第二比值，以及确定第三有效值与第四有效值的第三比值。在第三比值大于第一比值且第三比值大于第二比值的情况下，确定目标对象的状态等级为第二等级。在第二比值大于第一比值且第二比值大于第三比值的情况下，确定目标对象的状态等级为第三等级。在第一比值大于第二比值且第一比值大于第三比值的情况下，确定目标对象的状态等级为第四等级。其中，第二等级、第三等级和第四等级所表征的故障严重程度依次递增。
76.示例地，不同目标对象以及目标对象的不同测点的故障特征频率不同，故障特征频率与部件故障发展程度的对应关系也不同，可以由信号分析终端将不同测点的故障特征频率，以及故障特征频率与部件故障发展程度的对应关系在检测前发送到信号检测单元。以部署在发电机驱动端轴承座的测点为例，第一个频段对应的频率范围为10hz-300hz，第二个频段对应的频率范围为300hz-1000hz、第三个频段对应的频率范围为1000hz-5000hz以及第四个频段对应的频率范围为10hz-5000hz。
77.进一步地，用a
rms
、b
rms
、c
rms
、d
rms
、m分别表征第一有效值、第二有效值、第三有效值、第四有效值、预设信号阈值，则第一比值为ka＝a
rms
/d
rms
，第二比值为kb＝b
rms
/d
rms
，第三比值为kc＝c
rms
/d
rms
。当d
rms
大于m、且kc大于ka与kb时，确定目标对象的状态等级为第二等级。当d
rms
大于m、且kb大于ka与kc时，确定目标对象的状态等级为第三等级。当d
rms
大于m、且ka大于kb与kc时，确定目标对象的状态等级为第四等级。
78.其中，第一等级表征目标对象运行状态正常，第二等级表征目标对象处于故障早期阶段，第三等级表征目标对象处于故障中期阶段，第四等级表征目标对象处于故障后期阶段。信号分析终端根据状态等级确定目标对象的故障状态检测结果，可以直接将状态等
级作为检测结果，也可以将状态等级表征的故障状态作为检测结果，例如轻微故障，严重故障或者早期故障、后期故障等等，本公开对此不作限定。
79.此外，为了进一步避免因偶发的异常振动导致检测出部件故障，可以在检测到一次第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，进行复测，若复测结果依然是第n个有效值大于预设信号阈值，则初步确定部件出现异常进而基于n个有效值确定目标对象的状态等级。若复测结果为第n个有效值小于或等于预设信号阈值，则确定部件未出现异常，无需后续判断。
80.在可能的方式中，信号检测单元还用于在第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，采集目标对象的振动波形数据并发送给信号分析终端。信号分析终端还用于根据振动波形数据确定目标对象的故障位置检测结果。
81.示例地，在信号检测单元确定目标对象出现异常振动的情况下，可以采集目标对象的振动波形数据发送给信号分析终端，信号分析终端对振动波形数据进行分析，确定目标对象的故障位置，并且还可以结合目标对象的故障状态检测结果和目标对象所在设备组的发动机转速数据等，进行全面的故障分析，并将分析结果发送给机组管理维护人员。
82.在可能的方式中，信号分析终端还用于在目标对象所在的设备组满足预设检测开启条件的情况下，向信号检测单元发送检测指令，预设检测开启条件包括在设备组启机后的首次检测时，设备组的发电机转速达到额定转速，或在设备组启机后的非首次检测时，设备组的发电机转速达到额定转速，且距离上一次检测时间的时间间隔大于或等于预设时间间隔。信号检测单元还用于响应于检测指令，对电信号进行识别得到n个频段所对应的n个有效值。其中，预设时间间隔可以根据需求设置，本公开对此不作限定。
83.此外，在一次检测结束后，还可以将信号检测单元的工作状态转为低功耗的休眠状态，等待下一次检测指令，从而降低功耗。若信号分析终端根据发动机转速数据确定机组停机，则停止发送检测指令等待机组启机。若机组未停机，则在满足预设检测开启条件后开始下一次检测。
84.基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种设备检测方法，应用于设备检测系统，该系统包括振动感知单元、信号检测单元以及信号分析终端，该方法包括：
85.s301、振动感知单元将目标对象的机械振动转换为电信号。
86.s302、信号检测单元对电信号进行识别，得到n个频段所对应的n个有效值。
87.其中，第n个频段的下限频率小于或等于第1个频段的下限频率，第n个频段的上限频率大于或等于第n-1个频段的上限频率，且第i个频段的上限频率等于第i 1个频段的下限频率，n为正整数，i为小于n-1的正整数。
88.s303、信号检测单元在第n个频段所对应的第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，基于n个有效值确定目标对象的状态等级，并将状态等级发送给信号分析终端。
89.s304、信号分析终端根据状态等级确定目标对象的故障状态检测结果。
90.采用上述方法，通过分析目标对象的多个振动频段的有效值得到故障状态检测结果，可以减少偶发的异常振动造成判断错误的概率，并且无需进行人工分析即可得到检测结果，提高对目标对象的故障检测的准确度和可靠性，并减少人工成本。
91.可选地，所述系统还包括换能单元和能量收集单元，所述方法还包括：
92.所述换能单元将所述目标对象的机械振动转换为电能；
93.所述能量收集单元存储所述电能，并向所述信号检测单元供电。
94.可选地，所述方法还包括：
95.所述信号检测单元在所述第n个有效值小于或等于所述预设信号阈值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第一等级，所述第一等级表征所述目标对象未发生故障。
96.可选地，所述n个频段为4个频段，则所述n个频段所对应的n个有效值分别为第一个频段对应的第一有效值、第二个频段对应的第二有效值、第三个频段对应的第三有效值以及第四个频段对应的第四有效值，所述基于所述n个有效值确定所述目标对象的状态等级，包括：
97.所述信号检测单元确定所述第一有效值与所述第四有效值的第一比值，确定所述第二有效值与所述第四有效值的第二比值，以及确定所述第三有效值与所述第四有效值的第三比值；
98.所述信号检测单元在所述第三比值大于所述第一比值且所述第三比值大于所述第二比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第二等级；
99.所述信号检测单元在所述第二比值大于所述第一比值且所述第二比值大于所述第三比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第三等级；
100.所述信号检测单元在所述第一比值大于所述第二比值且所述第一比值大于所述第三比值的情况下，确定所述目标对象的状态等级为第四等级；
101.其中，所述第二等级、所述第三等级和所述第四等级所表征的故障严重程度依次递增。
102.可选地，所述方法还包括：
103.所述信号检测单元在所述第n个有效值大于预设信号阈值的情况下，采集所述目标对象的振动波形数据并发送给所述信号分析终端；
104.所述信号分析终端根据所述振动波形数据确定所述目标对象的故障位置检测结果。
105.可选地，所述方法还包括：
106.所述信号分析终端在所述目标对象所在的设备组满足预设检测开启条件的情况下，向所述信号检测单元发送检测指令，所述预设检测开启条件包括在所述设备组启机后的首次检测时，所述设备组的发电机转速达到额定转速，或在所述设备组启机后的非首次检测时，所述设备组的发电机转速达到额定转速，且距离上一次检测时间的时间间隔大于或等于预设时间间隔；
107.所述信号检测单元响应于所述检测指令，对所述电信号进行识别得到所述n个频段所对应的所述n个有效值。
108.关于上述实施例中的设备检测方法，其中设备检测系统各模块所执行操作的具体方法已经在有关该设备检测系统的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
109.为了使得本领域技术人员更加理解本公开提供的设备检测系统中各模块执行的方法步骤，下面结合设备检测系统和设备检测方法进行详细的实施例说明。
110.参照图4，振动感知换能组件包括振动感知元件(振动感知单元)和换能元件(换能单元)，其中振动感知元件用于将目标对象的机械振动转变为电信号，换能元件用于将目标对象的机械振动转变为电能。振动感知换能组件被封装在不锈钢材质的圆柱形外壳内，外
壳底座为六边形，并设计有用于固定安装的螺纹盲孔，以满足轻量化、小型化、便捷安装等需求。信号检测组件包括信号检测单元和能量收集单元，其中信号检测单元用于实现振动信号的调理、采集及信号收发等功能，能量收集单元用于实现振动转换所得电能的整流处理、储能元件的充放电、电源管理、组件供电等功能，两者被封装在另一个不锈钢材质的圆柱形外壳内，外壳底座为六边形，并设计有用于固定安装的螺纹盲孔。信号分析终端为搭载信号分析软件的智能终端设备，用于实现振动信号检测控制、振动数据分析等功能。电源系统为220v交流电源，可以从风电机组机舱控制柜取电，用于信号分析终端供电。
111.具体来讲，信号检测单元包括振动信号调理电路、1分4信号跟随器、振动信号a\b\c\d频段滤波器(其中，a频段为低频段，b频段为中频段，c频段为高频段，d频段的下限频率取a频段的下限频率、d频段的上限频率取c频段的上限频率)、多路同步真有效值转换电路、多路同步ad采样电路、模拟测量电源管理电路、微处理器、数据存储器、无线收发电路等，其中，振动信号调理电路、信号跟随器、滤波器、真有效值转换电路、ad采样电路组成信号检测单元的模拟测量电路。能量收集单元包括换能电路、超级电容、充电电路、放电电路、电源管理电路等，并且提供外部充电接口。
112.需说明的是，在安装部署过程中，根据被测机组的结构形式，确定测点位置及设备检测系统各组件的安装部署方案。并确定信号检测组件电量是否充足，若电量不足可以利用外部电源通过外部充电接口进行充电。
113.进一步地，在机组停机状态下，在各个选定测点安装振动感知换能组件，并在测点附近选取合适位置固定信号检测组件。若选定测点有预留安装螺纹孔，则组件采取螺纹连接的安装方式进行固定。若选定测点无预留安装螺纹孔，为避免破坏被测部件原有结构，可以采取磁性吸力座的安装方式固定。该安装方式下，若需要对机组进行长期监测，可以在磁性吸力座底面与被测部件吸附表面之间涂抹ab结构胶，保证组件在长期监测应用场景下的牢靠安装。安装完成后，用多芯线缆连接两个组件，以实现振动信号及电能的传输。最后将信号分析终端部署在机舱控制柜附近，从机舱控制柜取220v交流电源对系统进行供电，同时将机组自带测量系统中的转速信号(发电机转速)接入信号分析终端。
114.值得说明的是，上述实施例提供的具体的电路、装置、组件材质、形状、固定方式、电源大小等，均为示例性说明，在实际使用过程中，可以对其进行替换，只要能满足相应的使用需求即可。例如，外壳底座可以为圆形，等等，本公开对此不作限定。
115.参照图5，机组启机后，信号分析终端持续读取机组转速(发电机转速)数据，并判断是否满足预设检测开启条件。若满足预设检测开启条件，则信号分析终端通过无线方式向信号检测组件下发检测指令。若不满足预设检测开启条件，则继续等待直到条件满足。其中，预设检测开启条件为：机组启机后的首次检测，机组转速达到额定转速(允许偏差
±
5％)，或者机组启机后的非首次检测，机组转速达到额定转速(允许偏差
±
5％)，且距离上次检测时间间隔t大于或等于预设时间间隔t。
116.进一步地，信号检测组件接收到信号分析终端发送的检测指令后，向信号检测单元中的模拟测量电源管理电路发出使能信号，开始向模拟测量电路中各元器件供电。
117.需说明的是，根据各测点部件的故障特征频率，以及故障特征频率与部件故障发展程度的对应关系，信号分析终端向微处理下发a、b、c、d频段滤波器的中心频率和带宽参数，并通过微处理完成滤波器设置。例如，对于部署在发电机驱动端轴承座的测点，信号检
测组件的a频段滤波器带通频率范围为10hz-300hz，b频段滤波器带通频率范围为300hz-1000hz，c频段滤波器带通频率范围为1000hz-5000hz，d频段滤波器带通频率范围为10hz-5000hz。
118.在检测过程中，被测部件的机械振动，经振动感知换能组件中的振动感知元件，转换为模拟电信号传输给信号检测组件。信号检测组件对振动模拟电信号进行处理，得到各频段振动有效值(a
rms
、b
rms
、c
rms
、d
rms
)。将d频段振动有效值d
rms
与预设信号阈值m进行比较，若d
rms
大于m，则进行一次复测，复测后，d
rms
仍大于m，初步判定被测部件振动状态异常。若d
rms
小于等于m，则判定被测部件振动状态正常。
119.若被测部件振动状态正常，健康状态评级结果(状态等级)为第一等级。若被测部件被判定为振动状态异常，则需进一步计算和比较a、b、c频段振动有效值与d频段振动有效值的比值，并通过ad采样电路采集部件对应测点的振动波形数据。当d
rms
大于m、且kc大于ka与kb时，确定目标对象的状态等级为第二等级。当d
rms
大于m、且kb大于ka与kc时，确定目标对象的状态等级为第三等级。当d
rms
大于m、且ka大于kb与kc时，确定目标对象的状态等级为第四等级。将各被测部件的健康状态评级结果、振动波形数据等，在信号检测组件本地进行存储。同时，信号检测组件通过无线方式，将评级结果和波形数据发送给信号分析终端。
120.然后信号检测组件向信号检测单元中的模拟测量电源管理电路发出关闭信号，停止向模拟测量电路中各元器件供电。信号检测组件进入低功耗的休眠状态，等待下次测量。信号分析终端对振动波形数据进行分析，确定故障发生部位，并将机组部件评级结果、故障发生部位等检测结论发送给机组管理维护人员，单次检测步骤完成。
121.最后，信号分析终端继续读取机组转速数据，若机组已停机，则本次检测结束。若机组未停机，则在满足预设检测开启条件后开始下一次检测。
122.综上，利用振动检测技术、振动换能技术和微型储能技术，设计集振动检测、振动换能和微型储能系统的设备检测系统，并采取振动感知元件与振动信号处理电路相互分离的设计方案，提升检测装置的续航能力的同时，解决风电机组传动链部件个别测点安装位置狭小的问题。而信号分析终端与信号检测组件通过无线通信，无需铺设线缆，降低安装难度和安装时间。通过分析风电机组传动链部件失效机理和故障发展规律，通过分析被测对象的多个振动频段的有效值得到故障状态检测结果，实现传动链部件的准确预警。
123.当然，上述设备检测系统和设备检测方法除了应用于风电机组，还可以应用于其他能够通过振动检测手段进行故障检测的设备，本公开对此不作限定。
124.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
125.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
126.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。