1 引言
现代机械设备与机电系统大多是集机械、电子、信息、控制为一体的复杂机电系统。现代工程测量技术是具有实践性强、多学科交叉的领域,测量技术是现代机械设备的创新设计、运行监测、故障诊断与维护获取信息的重要途径。
往复压缩机在国民经济建设中有着广泛的应用，压缩机的安全正常运转关系到用户的生产流程能否平稳运行。往复压缩机通过电动机带动曲轴、连杆、十字头组成的曲柄连杆机构，把电机旋转运动转换为活塞组件的往复运动，通过气缸的进、排气阀使压缩介质被压缩，工作压力得到提高，以满足工艺流程需求。往复压缩机的结构比较复杂，为确保压缩机的正常工作，还必须配置润滑油、冷却水、电气、仪表等部分，对其性能进行测试监测是一个不可缺少环节。
通过对压缩机运转过程中各种信号检测与信息提取，得到压缩机机组运行状态的各种信息。
通过各种信号传感器和变送器转换成电信号得到压缩机组的实际运行工况，对此部分内容可利用计算机进行比较分析，得到诊断决策，进而控制压缩机机组的运行状态，防患于未来。
往复压缩机常见故障可分为两类：对于热力性能类故障可选用气缸压力或阀腔脉动压力作为主要诊断信号；对于动力性能类故障可采用振动信号来诊断。研究材料表明，大量的非计划性停车是由于压缩机的十字头销、十字头、连杆螺栓、气阀、活塞、活塞杆、填料、活塞环、支承环等故障引起的。对往复压缩机组的运行状态进行动态监测，可早期发现判断以上各种故障，防患于未然，降低非计划性停机和重大事故的发生，确保设备安全稳定运行和生产流程的正常运转。
2 压缩机的测量技术
2.1 压力的测量
压力本身是表示压缩介质在流动过程中的一个重要指标，是压缩机设计和使用过程中的重要工艺指标。并且一些流速、流量等参数指标的测量，一般也经常转变为压力测量问题。在压缩机的系统中，压力测量的对象主要包括被压缩气体各级吸、排气压力、润滑油压力、冷却水压力、填料腔及中体部件中的氮气压力、仪表风压力等。
根据压力测量的工作原理，当前用于往复压缩机的压力指示仪表主要有弹性式、压力变送器、压力开关等。压力变送器是将测量的位移或力等信号变成标准电信号的转换装置。
在压缩机测量中，常用的压力测量仪表有以下几类：就地压力仪表、就地盘压力仪表、远传压力仪表、压力差仪表、差压变送器、压力传感器。根据工作原理，目前所采用的压力指示仪器主要有液柱式、弹性式、活塞式、电气式或电子式压力变送器、压力开关等，表1为压缩机常用压力控制测量项目。
2.2 温度的测量
温度是往复压缩机测量中最基本的工艺指标。在压缩机使用过程中，温度的测量主要包括压缩介质的各级进、排气温度、运动机构润滑油温度、冷却水温度、填料温度、活塞杆温度、十字头温度、主轴承温度、电动机轴承温度及定子温度等。温度的测量一般有两类：一类是接触式的，通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度；另一类是非接触式，通过接收被测物体发出的辐
射热来判断温度。常见的接触式测温仪表有如下几种：膨胀式温度计，测温范围为原30~300℃，压力式温度计，电阻式温度计及热电偶温度计。热电偶的测温范围为原100~1600℃，温度变送器将温度传感器输出的信号，转变为标准电信号4~20 mA直流电流信号的变换装置，表2为压缩机常用温度控制测量项。
2.3 液位测量
压缩机组中需要测量的液位有主轴箱润滑油液位、注油器油箱液位、中间分液罐液位及填料漏气收集罐液位。一般采用玻璃液位计、浮力式液位计、差压式液位计。各种压力计、差压计和差压变送器都可以用来测量液位高度。液位变送器和液位开关可以对液位信号进行远传，它是利用传感器将液位信号转换成电压或电流信号，表3为压缩机常用液位控制测量项目。
2.4 其它测量
压缩机测量还有流量测量、转速测量、功率测量、振动测量、噪声测量、活塞杆位移等项目。
其测量仪器主要有流量计、转速仪表、功率计、振动变送器、振动开关、声级计等，表4为压缩机常用其它控制测量项目。
3 往复压缩机状态在线监测与诊断系统
随着科技的进步，大型计算机技术得到飞速的发展。采用计算机技术对往复压缩机进行在线监测与故障判断，已发展成为一种必然趋势。往复压缩机在石化企业应用广泛，各石化企业都曾经发生压缩机早期设备故障，最后造成设备损坏事件，在造成巨大资产损失的同时，造成产能下降，直接生产损失达数百万元。对往复压缩机设备实施在线状态监测，可降低设备故障，提高设备运行效率，节能增效，最终实现资产优化。
往复压缩机状态在线监测至少要实现3个目的：（1）降低维修维护费用；（2）提高设备运行效率；（3）预防灾难性事故的发生。测试系统采集参数有：吸气温度、吸气压力；排气温度、排气压力；压缩机转速、轴功率；强电系统电压、电流、功率；冷却水温度、压力、流量；供油系统压力、温度等。
根据监测的项目可在压缩机组的测点分别安装温度传感器、压力变送器、加速度传感器、位移传感器以及触发式传感器，分别检测压缩机的温度、压力、转速、振动活塞杆位移量等参量。从传感器来的信号经过信号放大后，经过模数转换输入到计算机中进行存储和分析处理。计算机根据运行状态，可以输出报警信号、预报警信号及紧急停车信号。计算机可以通过电话线或专用光缆向远程终端发送该压缩机运行状态资料，同时计算机还与工厂的中央控制室的计算机，以及操作室的计算机相连，向机传递状态监测信息，并接受指令，实现压缩机的在线状态监测，而且可采用互联网技术，将监测的结果传递给压缩机
制造厂，更便于对大型压缩机的状态监控和故障分析处理，因此是压缩机技术发展的方向。
