随着社会生活节奏的加快和现代工程技术的发展,促使大型运动机械不断提速,带来了系统工作效率的大幅度提升,但由此产生的振动危害已越来越严重。因此,大型装备的状态监测和故障诊断越来越受到重视。而振动参数是装备运行中重要的特征参数,振动监测是装备状态监测和故障诊断的重要手段。研究表明,对于大型风洞机组的振动监测,现有的振动监测技术已不适应多参数监测的需要,传统的振动监测技术主要存在监测点参数单一、监测系统的动态范围小、通信方式不灵活等问题,影响了装备状态监测的可靠性。目前,对大型、复杂装备的振动状况监测,已成为装备状态监测和故障诊断技术领域的前沿课题。本文在深入研究现有振动监测技术和通信理论的基础上,结合大型风洞机组振动监测领域的具体应用环境,提出一种适用于大型风洞机组振动监测的“多点-多参数”远程监测方法,构建了基于多传感器管理的测振传感器阵列模型;研究了有线与无线并存的远程监测通信模式;研究了适用于风洞机组振动“多点-多参数”远程监测的多源信息融合模型;探索了解决大型风洞机组振动远程监测问题的新方法。本文的研究工作,有望改变大型风洞机组振动监测现状,以提高风洞机组振动监测的实时性、准确性和可靠性,为大型风洞机组的状态监测与故障诊断、以及工程设计提供科学依据。这对提升我国振动监测的理论水平和应用水平具有重要的理论价值和重大的现实意义。主要研究工作如下:①为了全方位监测大型风洞机组的振动状态,研究了大型风洞机组的振动特征,提出一种“多点-多参数”监测方法。现有的振动监测技术,一般都选择振动体的某些具有代表性的部位作为监测点,安装测振传感器,以实施其振动监测。这对于简单装备的振动监测是可行的。但是,对于大型的、复杂的装备而言,不同部件、同一部件的不同部位,其振动特征都是不同的,其单点单参数监测结果不足以全面表征监测对象的振动状态。为此,提出一种在不同部件、同一部件的不同部位分别布置监测点的“多点-多参数监测”模式。②为了确定“多点监测”的多个目标监测点,实现振动的多点-多参数监测,研究了基于有限元分析的振动特征提取与监测点布置方法,构建了一种由多个测振传感器组成的测振传感器阵列模型。大型风洞机组的振动情况复杂多变,必须全面考虑影响装备工作状况的各种因素,特别是模拟在极端条件下可能出现的振动状况,这就需要根据监测对象的几何参数和工作载荷等参数进行有限元分析,了解其基本振动特征,由此确定监测点布置模型。采用微型敏感元件作阵列元素,把若干具有不同功能的微型敏感元件构成“阵列”分布,并与共享的阵列管理器、信号处理电路以及智能芯片集成在一起,形成一种具有初级智能的多功能传感器组件——智能传感器阵列。③为了尽可能提高系统的可靠传输问题,研究了一种基带传输与频带传输并存的冗余监测通信模式。基于有线连接的振动监测系统应用广泛,技术成熟,可靠性高,但可维护性和扩展性差;基于无线网络通信技术的振动监测系统,对于旋转机械,无线监测更具优越性,但这类系统的安全性、可靠性及通信距离和功率受限等问题都是有待克服的挑战。为此,采用了以无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service, GPRS)、Internet、与电力线通信(Power Line Communication,PLC)融合的振动远程监测通信方法作为补充,使其监测系统既能采用基带传输,也可采用频带传输。④为了提高监测系统运行效率、减小网络开销(特别是能量开销),采用适用于振动监测系统的分布式数据融合算法。一方面,振动监测所要求的采样频率通常在1kHz~10kHz范围内,高频采样将产生大量的振动数据;另一方面,由于采用“多点-多参数”监测布点模式,一个监测点处将有多种测振敏感元件,致使监测数据成海量增长。为了尽量减小网络开销、避免网络拥塞,确保信息可靠传输,必须采用多级数据融合技术,确保振动多点-多参数远程监测网络的高效运行。⑤多点-多参数远程监测系统的设计。在完成上述研究工作的基础上,构建了多参数远程测振与预警系统模型,研制了基于该模型的振动远程监测实验平台,并对该实验平台的基本性能及实际应用进行了测试实验。实验结果表明了该振动监测系统的可行性和先进性。文章最后对研究工作进行了总结和未来的研究进行了展望。