柴油发电机的 ISO 8528认证: 噪音、振动和温度测量
Case Study
Diesel generator manufacturer, India
By Tanmay Deshpande, Application Manager, and Harshal Khonde, NVH Application Engineer, Welan Technologies
在过去的十年里，工业、住宅、商业综合体、教育机构以及最关键的医院对不间断供电的需求有了大规模的增长。在许多这些地点，备用电力是由柴油发电机组(DG)提供的。
一个大型的印度柴油发电机组制造商的住宅，商业和特殊应用使用 Dewesoft 数据采集解决方案，以满足指定的认证标准的声音，振动和温度，释放他们的产品在市场上。
国际评级标准
对于任何柴油发电机组的标准规则是批准的声音，振动和温度测量是 ISO 8528。本标准定义了各种发电机组的应用、额定值和性能分类，这些发电机组包括往复式内燃机、交流电发电机和任何相关的控制装置、开关设备和辅助设备。
ISO 8528-6:2005定义了发动机驱动发电机组的测试方法、一般测试要求以及功能测试和验收测试。功能测试必须一直进行，并且通常在制造商的工厂进行。
该标准定义了六种类型的评级:
▶ 紧急备用电源(ESP)
▶ 首要权力(PRP)
▶ 有限时间运行功率(LTP)
▶ 持续供电(COP)
▶ 数据中心电源(DCP)
▶ 低功率发电机组的最大功率(MAX)(小于12kWe)
确定的标准是年运行时期望、负载变化性和负载因子。
ISO 8528-1:2005中的分类旨在通过向客户提供比较不同制造商的发电机组额定值的共同基础，帮助使发电机组制造商和客户保持一致。
因此，座舱盖外壳是工业柴油发电机组的主要组成部分，发动机性能取决于座舱盖。为了获得最佳的座舱盖性能，设计者主要需要在柴油发电机的声音水平和温度之间变戏法。
柴油发电机组的效率直接取决于隔音罩和各种参数，如进口温度、环境温度、座舱盖进出温度、散热器、进出水温度、振动和声级。
总部位于浦那的工业工程公司——印度底特律威兰科技有限公司是由一群具有扎实工业经验的技术专家组成的。在声音、振动、静态和动态传感器、测试和测量设备以及分析系统等领域，他们处于为业界提供技术解决方案的前沿。
我们的客户是最大的柴油发电机组制造商之一，在住宅，商业和特殊应用。该公司通过获取和采用最新技术以及内部研发，遵循国际标准。生产3千伏安到1000千伏安的柴油发电机组。具有任何容量的柴油发电机组都符合规定的认证标准。只有经过认证，发电机组才能在市场上销售。
Dewesoft 数据采集产品为柴油发电机组参数的快速测量提供了有效的解决方案。在这种情况下，我们使用 DEWE-43A 和KRYPTON数据采集系统。
DEWE-43A 是一个8通道数据记录系统，用于麦克风和加速度计输入，氪8通道用于热电偶输入。内含的 DewesoftX 软件很容易设置和非常交互式。有多种设计选择来设置通讯显示屏。
感兴趣的已定义参数如下:
▶ 声音功率,
▶ 温度测量,
▶ 发动机进气温度,
▶ 天篷在温度上,
▶ 环境温度,
▶ 交流发电机进/出,
▶ 散热器水进/出温度,
▶ 座舱盖外的温度,
▶ 两个测量点在时间和/或位置上的温度差,
▶ 高于和低于 AVM (防振动安装)的振动
主要应用是同时测量这些参数，并且只在特定的时间间隔和不同的负载。柴油发电机组参数的测量规则建议对温度、发动机安装处的振动和噪声进行连续监测。
测量设置
在测量中，在这种情况下，使用了17个传感器，包括8个热电偶，一个振动传感器，和6个自由场麦克风用于噪声测量。根据客户要求，需要对声音、振动和温度数据进行连续监测。因此，上述所有参数的测量必须在1分钟后进行。用于这种特殊测量的仪器和传感器列在下面。
数据采集系统设置
▶ DEWE-43A-8通道数据记录系统
▶ KRYPTON 8 × TH-8通道温度输入
DEWE-43A 是一个通用的 USB 数据采集系统，具有通用模拟输入、数字计数器输入和双 CAN 总线接口。适用于各种动态数据采集应用。
KRYPTON 是一个坚固的分布式数据采集模块，带有 EtherCAT 接口，用于模拟和数字 i/o 和 IP67级保护。KRYPTON DAQ 模块有多种配置，从小的单通道模块到大的16通道模块，可以测量温度、电压、电流、 IEPE/ICP 和应变计信号。
KRYPTON EtherCAT信号调理模块
▶ 6倍自由场麦克风
▶ 1x 压阻式振动传感器
▶ 1x k 型热电偶
▶ 7x j 型热电偶
测量与分析软件
▶ DewesoftX数据采集软件
▶ DSA (数字信号分析仪)软件选项
▶ 声功率软件选项
DewesoftX 软件可以从模拟、数字、 CAN、 GPS、视频、串行和许多其他数据源获取、存储、可视化和分析数据。该软件的最新版本名为 DewesoftX。
软件中的通道设置
在 DewesoftX 软件频道设置中设置了以下记录参数:
▶ 触发条件: 快速触发
▶ 采样率: 5000 s/通道
▶ 减价: 0.2 s
▶ 频道数量: 15个
温度测量
除了基本的温度测量，我们还在 DewesoftX 软件中添加了简单的数学运算。我们想测量离开的空气温度(LAT)和 Delta t，这两个温度之间的差异: 冠层温度和环境温度。根据标准，Delta t 值应该小于7摄氏度。在测量过程中使用 DewesoftX 软件，从设计上设置了报警指示器。
噪音测量
该标准根据发电机组的座舱盖尺寸，定义了不同数量的噪声测量点。这些点用等效连续声级(Leq)模式的 dB (a)值测量，最终结果用所有点的对数平均值计算。我们建立了计算最终平均结果的算术函数。
振动测量
在柴油发电机组中，发动机和交流发电机组装有防振安装(AVM) ，以避免振动传递到地板。通过测量 AVM 下面和上面的振动，计算振动的传递率，以检查隔离架的隔离度。这是通过使用 Dewesoft‘ Math’函数计算出来的。
测量和分析
设置测量屏幕，查看由数学函数添加的温度、振动、噪声等标准测量参数和个性化测量参数。
声功率测量
室外设备的噪音排放标准(2000/14/EC) ，欧盟噪音排放指令是一个 CE 标记指令，适用于该指令第12和13条提到的57种类型的设备，包括发电机组。
根据 CE 标准，如果一个印度制造商想出口发电机组到任何欧盟国家，他们需要符合 ISO 3744标准的声功率。我们已经利用 Dewesoft 的声功率解决方案，设置麦克风的位置，按照标准。声功率设置是较少的时间消耗，并与所有标准的声功率。
ISO 3744:2010规定了确定噪音源的声功率级或声能级的方法。这是通过在包围噪声源的表面上测量声压级来实现的。
被测试的机器或设备被放置在一个近似于一个或多个反射面附近的自由声场的环境中。声功率级(即在噪音爆发或瞬态噪音发出的情况下)是根据这些测量结果计算出由噪音源产生的声功率级(以频带或频率 a 加权计算)。
图5. 声功率测量的仪器设置。
声功率测量有一个预定义的测量设置，其中我们必须选择 ISO 标准，几何，麦克风的数量，以及它们的位置和校正系数根据 ISO 标准。
图6. Dewesoft 软件中的声功率模块和设置。
测量了柴油发电机的声功率级和相应的声压级。根据标准，我们还可以通过易于使用的导引界面添加背景噪声校正因子和计量校正因子。
总结
实时测量和信号调理，以及数据存储触发事件，是成功的这个特殊的15千伏安柴油发电机组。结果表明，dBA 的等效噪声水平偏高，边际值较小。预期值小于75 dBA。平均值与计算结果相吻合。温度测量和 LAT 值均低于可接受的极限值。
包括设置时间，传感器安装，测量与特定触发条件，一切都在一个小时内完成。使用 Dewesoft 硬件和软件的总体经验相当省时，易于设置，易于测量，最重要的是非常复杂的分析选项是由 DewesoftX 软件提供的可定制显示。
根据测量要求和加载条件，很容易生成特定触发时间间隔的报告。
在发电机行业，除了性能，最重要的产品特点是产生的能源质量。这可以通过几个能量分析参数进行评估，并且很容易用 Dewesoft 功率分析软件进行测试。