Luận án Nghiên cứu giám sát dao động trên động cơ tua bin khí tàu thủy

ông bị hạn chế. 
Vùng C: Vùng dao động không cho phép máy hoạt động liên tục trong thời gian 
dài. Máy có thể được vận hành trong một thời gian giới hạn, phải tăng cường theo dõi 
và khi có cơ hội thích hợp cần khắc phục. 
Vùng D: Dao động máy trong vùng này thường được coi là đủ nghiêm trọng để 
gây hư hỏng cho máy. 
Ranh giới giữa các vùng được xác định thông qua giá trị dao động chuyển vị đỉnh 
– đỉnh (Sp-p) phụ thuộc vào tốc độ n (rpm): 
+ Đường A/B: 𝑆𝑝−𝑝 = 480/√𝑛 , 𝜇𝑚 
+ Đường B/C: 𝑆𝑝−𝑝 = 900/√𝑛 , 𝜇𝑚 
+ Đường C/D: 𝑆𝑝−𝑝 = 1320/√𝑛 , 𝜇𝑚 
Các giới hạn dao động cho các ranh giới giữa các vùng cung cấp các hướng dẫn 
để tránh các thiếu sót cơ bản hoặc các yêu cầu không thực tế. 
41 
Giá trị mức cảnh báo "ALARM" được khuyên nằm trong vùng lớn hơn 25% giới 
hạn mức B và nhỏ hơn giới hạn mức C. Giá trị mức nguy hiểm "TRIP" cần giảm hoặc 
dừng ĐCTBK có thể nằm trong vùng C hoặc D. 
Giá trị lớn nhất cho phép của chuyển vị tương đối của trục động cơ tua bin khí theo 
tốc độ quay được thể hiện trên Hình 2.14. 
Hình 2.14. Giá trị khuyến cáo cho chuyển vị lớn nhất của trục là hàm số theo tần 
số quay của động cơ tua bin khí [72]. 
- Bộ tiêu chuẩn ISO 10816 - Đánh giá dao động máy bằng cách đo trên các phần không 
quay (phần 1- Hướng dẫn chung; phần 4 - Tuabin khí đặt trên ổ đỡ bôi trơn bằng màng 
chất lỏng - ổ đỡ trượt) [73, 74]. 
Tiêu chuẩn này cung cấp các mô tả về các yêu cầu chung và các tiêu chí cụ thể cho 
việc đánh giá dao động của máy bằng phương pháp đo dao động trên vỏ hoặc bệ đỡ của 
động cơ tua bin khí. Theo đó, việc đánh giá các dao động dựa trên các nguyên tắc sau: 
- Đo vận tốc sử dụng phân tích băng thông rộng; 
- So sánh với các tiêu chí cho phép tùy thuộc vào loại và công suất máy; 
- So sánh với sự thay đổi vận tốc dao động theo tiêu chí cho phép. 
Tần số quay của trục x1000 rpm 
C
h
u
yể
n
 v
ị r
u
n
g 
đ
ộ
n
g 
củ
a 
tr
ụ
c 
p
ea
k-
p
e
ak
, 
(μ
m
) 
42 
Trong hầu hết các trường hợp, tốc độ dao động là đủ để mô tả mức độ nghiêm trọng 
của dao động trên một phạm vi rộng của tốc độ vận hành máy. Tuy nhiên, việc sử dụng 
một giá trị giới hạn duy nhất cho dao động vận tốc, không quan tâm đến tần số, có thể dẫn 
đến sự nguy hiểm ở các máy hoặc bộ phận máy có tốc độ thấp và cao do dao động chuyển 
vị hoặc gia tốc vượt giới hạn cho phép trong khi giá trị vận tốc vẫn đảm bảo. Do đó, chuẩn 
cho phép theo dao động vận tốc sẽ có dạng chung của Hình 2.15. 
Hình 2.15. Các vùng dao động 
Ở đây: 
+ fu và fl - giới hạn trên và dưới của dải tần số giám sát; 
+ Khoảng xác định (1) của tần số fl ÷ fx, chuyển vị cho phép là không đổi theo từng vùng; 
+ Khoảng xác định (2) của tần số fx ÷ fy, vận tốc cho phép là không đổi theo từng vùng; 
+ Khoảng xác định (3) của tần số fy ÷ fu, gia tốc cho phép là không đổi theo từng vùng. 
Phương trình tổng quát cho ranh giới giữa các vùng A, B, C và D : 
𝑉𝑟𝑚𝑠 = 𝑉𝐴. 𝐺 (
𝑓𝑧
𝑓𝑥
)
𝑘
. (
𝑓𝑦
𝑓𝑤
)
𝑚
 (2.52) 
Trong đó: 
Vrms – Giá trị RMS dao động vận tốc cho phép; 
VA – Hằng số RMS dao động vận tốc cho phép ở ranh giới vùng A-B; 
G – Hệ số phụ thuộc vào đường bao của các vùng A,B,C,D. 
k, m – các hệ số phụ thuộc kiểu loại máy. 
f – tần số của THDĐ được đo; 
fz =fw = f khi f ≥ fy hoặc f ≤ fx ; fz =fx ; fw =fy khi fx ≤ f ≤ fy 
43 
Ranh giới giữa các vùng được xác định thông qua giá trị RMS dao động vận tốc 
trong khoảng tần số 10 Hz ÷ 500 Hz (hoặc lớn hơn 6 lần tần số lớn nhất của trục động 
cơ) như sau: 
+ Đường A/B: 𝑣𝑟𝑚𝑠 = 4,5 , 𝑚𝑚/𝑠 
+ Đường B/C: 𝑣𝑟𝑚𝑠 = 9,3 , 𝑚𝑚/𝑠 
+ Đường C/D: 𝑣𝑟𝑚𝑠 = 14,7 , 𝑚𝑚/𝑠 
b. Tiêu chuẩn ISO về cân bằng động máy rô to 
Tiêu chuẩn ISO 1940- Dao động cơ học - Yêu cầu chất lượng cân bằng cho rôto 
ở trạng thái không đổi (cứng) [76, 77]. 
Hình 2.16. Biểu đồ xác định eper theo tốc độ làm việc n và mức cân bằng G [76]. 
eper, g.mm/kg 
n, v/ph 
44 
Bộ tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn cụ thể để xác định lượng mất cân bằng 
dư cho phép trong thực hiện cân bằng các rô to của ĐCTBK (Phần 1- Đặc điểm kỹ thuật 
và xác định dung sai cân bằng; Phần 2- Lỗi cân bằng). 
Theo đó lượng mất cân bằng dư riêng cho phép eper phụ thuộc vào tốc độ làm việc 
và mức chất lượng cân bằng của từng loại máy quay như Hình 2.16. Mức cân bằng sử 
dụng cho các động cơ tua bin khí là G2.5. 
c. Tiêu chuẩn ISO dùng cho hệ thống đo và giám sát dao động 
- Tiêu chuẩn ISO 10817- Hệ thống đo dao động trục quay (Phần 1: Cảm biến 
tương đối và tuyệt đối của dao động hướng tâm) [75]; 
- Tiêu chuẩn ISO 13373: Giám sát tình trạng và chẩn đoán tình trạng dao động 
của thiết bị (Phần 1: Quy trình chung; Phần 2: Xử lý, phân tích và trình bày dữ liệu dao 
động; Phần 3: Kỹ thuật chuẩn đoán) [78, 79]. 
Bộ tiêu chuẩn này cung cấp các hướng dẫn chung về chức năng đo lường và thu 
thập dữ liệu cần thiết để đánh giá giám sát và chẩn đoán tình trạng dao động của máy 
móc; các kỹ thuật thu thập dữ liệu, các vị trí lắp đặt các loại cảm biến, các nguyên nhân 
phổ biến nhất gây ra các sự cố máy liên quan đến dao động; các hướng dẫn xử lý dữ liệu 
dao động theo thời gian và tần số, chuyển đổi, lọc tín hiện, phân tích THDĐ, hiển thị dữ 
liệu và áp dụng kết quả phân tích để chẩn đoán. 
d. Tiêu chuẩn API liên quan tới giám sát dao động 
Tiêu chuẩn API Std 616 - Gas Turbines for the Petroleum, Chemical, and Gas 
Industry Services (4.7-Dynamic) [46]. 
Tiêu chuẩn này hướng dẫn mức dao động và CBĐ cho ĐCTBK tàu thuỷ. Các tiêu 
chí đánh giá cơ bản dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế đã trình bày ở trên. 
e. Bộ tiêu chuẩn Việt Nam về dao động máy [4-8] 
- TCVN 6371:1998: Dao động cơ học của các máy quay lớn có tốc độ từ 10 đến 
200 vòng/giây – Đo và đánh giá cường độ dao động tại vị trí làm việc; 
- TCVN 6372:1998: Dao động cơ học của máy quay và máy chuyển động tịnh tiến 
– Yêu cầu cho thiết bị đo cường độ dao ; 
- TCVN 6373:1998 (tương đương ISO 1940-1): Dao động cơ học – Yêu cầu về 
chất lượng cân bằng rôto – Xác định lượng mất cân bằng dư cho phép; 
- TCVN 9224:2012: Dao động và va đập cơ học - Gá lắp đầu đo gia tốc; 
45 
- TCVN 9229:2012 (tương đương ISO 18016-3): Dao động cơ học - đánh giá dao 
động của máy bằng cách đo trên các bộ phận không quay (Phần 1: hướng dẫn chung; 
Phần 3: máy công nghiệp công suất danh nghĩa trên 15 kw và tốc độ danh nghĩa giữa 
120 r/min và 15000 r/min khi đo tại hiện trường; 
Các tiêu chuẩn của Việt Nam cơ bản được xây dựng từ các bộ tiêu chuẩn quốc tế 
đã trình bày ở trên. 
2.4.2.2. Yêu cầu về GSDĐ cho ĐCTBK tàu thuỷ của cơ quan Đăng kiểm 
Có nhiều cơ quan chuyên môn về đăng kiểm tàu biển đưa ra các quy phạm cho 
dao động và giám sát dao động như ABS (Mỹ) [39, 40], NNK (Nhật Bản) [54], DNV-
GL (Nauy) [57, 58], Lloys (Anh) [84] và RMR (Nga) [90],... 
Các yêu cầu về giám sát trong các quy phạm của từng cơ quan cơ bản bám theo 
các tiêu chí của bộ tiêu chuẩn ISO. Tuy nhiên, khi nghiên cứu cho đối tượng là các động 
cơ tua bin khí trang bị trên tàu thuỷ Việt Nam (cơ bản là các động cơ của các nước trong 
khối Liên Xô cũ) nên luận án sẽ lựa chọn quy phạm đăng kiểm của Nga RMR để làm 
cơ sở phân tích, mô phỏng và xây dựng hệ thống GSDĐ. 
a. Các thông số dao động tiêu chuẩn 
Các thông số dao động tiêu chuẩn gồm: 
- Giá trị căn bậc hai trung bình (RMS) của dao động vận tốc được đo và xử lý qua 
1/3-octave là thông số dao động cơ bản. Ngoài ra, có thể sử dụng giá trị RMS dao động 
gia tốc để đo và giám sát. 
- Biểu diễn dao động theo đơn vị kỹ thuật (EU, mm/s, m/s2) hoặc dB, theo các giá trị 
giới hạn vận tốc hoặc gia tốc (vận tốc giới hạn chuẩn, ve0 = 5.10-5 mm/s hoặc gia tốc chuẩn, 
va0 = 3.10-4 m/s2), theo công thức (2.53): 
𝐿 = 20𝑙𝑛
𝑣𝑒
𝑣𝑒0
 (2.53) 
b. Giới hạn các mức (vùng) dao động đối với động cơ tua bin khí 
Ba vùng giới hạn dao động cho động cơ tua bin khí tàu thuỷ [90] là: 
A – TTKT của máy và thiết bị sau chế tạo hoặc sửa chữa; 
B – TTKT của máy và thiết bị trong khai thác bình thường; 
C – TTKT của máy và thiết bị khi khai thác có thể xảy ra hư hỏng, sự cố. 
46 
Đối với ĐCTBK tàu thuỷ, các mức giới hạn theo giá trị RMS của dao động dạng 
vận tốc và gia tốc cho phép theo RMR (2016) [90] được tổng hợp trong Phụ lục 1 (Bảng 
2, và Hình 1). 
Vị trí các điểm đo dao động cho động cơ tua bin khí tàu thuỷ được chỉ ra theo RMR 
[90] như trên Hình 2.17. 
Hình 2.17. Các điểm đo dao động đối với động cơ tua bin khí [90] 
2.4.3. Cơ sở công nghệ và truyền tin cho giám sát dao động trên ĐCTBK 
tàu thuỷ 
2.4.3.1. Hệ thống tự động giám sát dao động cho động cơ tua bin khí 
Hệ thống tự động GSDĐ cho ĐCTBK tàu thuỷ được đề xuất trên cơ sở công nghệ 
điện tử –truyền tin hiện đại, các khối chính như đã thể hiện trên Hình 2.18. 
Hình 2.18. Sơ đồ hệ thống tự động GSDĐ cho ĐCTBK tàu thuỷ 
S1, S2,...,Sm - Cảm biến dao động đo tại gối đỡ đặt rô to của ĐCTBK giám sát; 
Sp - Cảm biến tốc độ, đo vận tốc quay của trục rô to; DAQ - Bộ thu thập, chuyển đổi, 
đồng bộ hoá dữ liệu; CPU - Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit); 
VDMS - Phần mềm giám sát, chẩn đoán dao động 
 1 2 3 4 5 
47 
Các khối được xây dựng theo mô đun, chuẩn công nghiệp đáp ứng cho nhiệm 
vụ: tự động đo, truyền tin, xử lý thông tin theo thuật toán, đưa ra kết quả giám sát và 
chẩn đoán TTKT của ĐCTBK, báo động nếu đối tượng có mức dao động vượt quá 
ngưỡng cho phép. 
Thiết bị được lắp đặt tĩnh tại trên ĐCTBK hoặc có thể là hệ thống di động (xách 
tay), do người vận hành chuyển từ nơi này đến nơi khác tùy thuộc vào mục đích của bài 
toán giám sát, chẩn đoán đặt ra. 
Dòng thông tin trong GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ (Hình 2.19) có các điểm được 
“đánh dấu” 1,2,...,5 là các mốc thay đổi dạng tín hiệu. 
Hình 2.19. Nguyên lý dòng thông tin trong GSDĐ trên ĐCTBKTT [15] 
48 
2.4.3.2. Đặc điểm cấu hình hệ thống tự động GSDĐ trên ĐCTBK tàu thuỷ 
Trên cơ sở các yêu cầu về đo, xử lý tín hiệu, cấu hình của hệ thống GSDĐ cho ĐCTBK 
tàu thuỷ cần được xây dựng sao cho tối ưu nhất về mặt số lượng và chủng loại của các đầu 
cảm biến dao động, của bộ DAQ, cấu hình của CPU và tổng thể hệ thống truyền thông. 
Các dao động đo bằng cảm biến đặt tại phần cố định, trên bề mặt của ĐCTBK tàu 
thuỷ nên dễ dàng triển khai và có nhiều phương án lựa chọn. Nếu lắp đặt cố định trên 
máy, ta có thể dùng phương án vít để cố định các đầu cảm biến, hoặc dùng đế nam châm 
cho tiện lợi. 
Theo các tiêu chuẩn tại các ổ đỡ hoặc bệ đỡ bằng các bộ cảm biến khác nhau như 
cảm biến chuyển vị, cảm biến vận tốc hay cảm biến gia tốc. Việc lựa chọn loại cảm biến 
cần căn cứ vào theo loại tín hiệu được giám sát theo các tiêu chuẩn, dải tần số đo, độ 
nhạy, các điều kiện môi trường làm việc (ví dụ: nhiệt độ) phụ thuộc vị trí bố trí cảm 
biến... Với tốc độ làm việc lên tới hàng chục nghìn vòng/phút của ĐCTBK tàu thuỷ, các 
cảm biến gia tốc hiện đại có nhiều ưu thế hơn trong việc sử dụng để đo đạc và giám sát 
dao động của ĐCTBK. 
Vị trí bố trí các cảm biến đo dao động có thể đặt tại từng ổ đỡ của các rô to của 
động cơ tua bin khí hoặc cũng có thể đặt tại vị trí các bệ đỡ của động cơ [86, 90]. Với 
phương án bố trí cảm biến ở từng ổ đỡ có ưu điểm là mô hình toán đơn giản (dễ mô 
phỏng số cho THDĐ đo được), việc xử lý tín hiệu đơn giản và có độ chính xác cao, 
thuận lợi cho phân tích chẩn đoán tuy nhiên cũng có khó khăn đó là số lượng cảm biến 
lớn, khó bố trí, triển khai trong thực tế, một số vị trí có nhiệt độ cao, đòi hỏi loại cảm 
biến đắt tiền... Còn phương án bố trí cảm biến trên bệ đỡ của động cơ cho phép đơn giản 
hoá cấu hình hệ thống, giảm được chi phí, dễ dàng lắp đặt triển khai trên thực tế (đặc 
biệt phù hợp cho các hệ thống giám sát di động), tuy nhiên mô hình toán THDĐ, mô 
phỏng, lập trình phức tạp, việc phân tích, xử lý tín hiệu khó khăn hơn phương án đầu. 
Mỗi cách bố trí cảm biến có những ưu, nhược điểm riêng, khi xây dựng thiết kế hệ thống 
cần cân nhắc tính toán cho phù hợp với mục đích và mức độ yêu cầu của việc giám sát 
dao động của ĐCTBK. Theo quy phạm đăng kiểm Nga, vị trí đặt các cảm biến đo dao 
động cùng với tiêu chuẩn kèm theo là tại các bệ đỡ của động cơ và các ổ đỡ của bộ 
truyền động (Hình 2.17). 
49 
Cảm biến đo vận tốc góc của trục rô to dùng quang hoặc điện - từ. Nếu điều kiện 
không cho phép lắp đặt cảm biến riêng trên ĐCTBK, có thể lấy tín hiệu đo tốc độ quay từ 
các đồng hồ hiển thị tốc độ trên hệ thống điều khiển giám sát chung của động cơ. 
Bộ thu thập tín hiệu DAQ cần đảm bảo có đủ số kênh để kết nối các cảm biến. Tần 
số trích mẫu của DAQ phải đảm bảo theo yêu cầu dải tần số được giám sát cho ĐCTBK 
theo các tiêu chuẩn, quy phạm đã nêu cũng như bảo đảm độ chính xác từ FFT các tín 
hiệu của dao động. 
Ví dụ: Tần số trích mẫu của DAQ-NI 9234 đạt 51,2 kHz cho 1 kênh. Với cấu hình 
trên của bộ thu thập dữ liệu, ta có thể đưa ra tín hiệu đo và phân tích FFT, với tần số của 
tín hiệu 25,6 kHz, trong khi đó phổ tần cao nhất theo tiêu chuẩn dao động đã được phân 
tích ở trên mà Quy phạm tàu biển Nga (RMR-2016) [90] đưa ra là 8 kHz. 
Giả thiết ĐCTBK tàu thuỷ làm việc với vòng quay 12000 vòng/phút, tương ứng fc 
= 200 Hz. Tốc độ trích mẫu nếu đặt Fs = 20 kHz, thời gian quay một chu kỳ (1 vòng, 
360o) Tc =1/200 (s) = 5 mms, sẽ trích được số lượng mẫu: 
#S =Tc/dt =Fs/fc=20000/200=100 (mẫu, samples). 
Độ chính xác cao có thể đạt được khi biến đổi FFT và cho ta điều hòa cao nhất bậc 
#S/2 = 50, tương ứng với tần số 50 x 200 = 10000 Hz = 10 kHz. 
Nếu chọn DAQ 9234 để thu thập tín hiệu cho hệ thống giám sát, chúng ta có thể 
áp dụng cho các đối tượng ĐCTBK tốc độ cao (khoảng 30000 ÷ 40000 vòng/phút). 
Để xây dựng phần mềm giám sát và chẩn đoán dao động (SVDM, Software for 
vibration monitoring and diagnostics), cần triển khai xây dựng thuật toán và phân tích 
thiết kế phần mềm dựa trên lý thuyết thống kê, xử lý THDĐ, kết hợp FFT với lọc 
1/3–Octave. 
Phần mềm ứng dụng LabView có nhiều chức năng tiện ích cho chế tạo máy đo, 
giám sát các quá trình vật lý thực cũng như các thiết bị ảo (mô phỏng) [99]. 
Phần mềm MatLab là công cụ lập trình toán học mạnh. Kết quả lập trình Code 
trong Matlab là các m.file có thể được đưa sang phần mềm LabView với mô đun 
MathScript trong LabView. 
Có thể nói việc lựa chọn cấu hình DAQ–NI 9234 và sử dụng nền tảng LabView 
để xây dựng SVDM rất phù hợp với sự phát triển, ứng dụng công nghệ cao cho chế tạo 
thiết bị hiện đại (thực hoặc ảo) để đo, giám sát, chẩn đoán ĐCTBK tàu thuỷ bằng dao 
50 
động. Công nghệ NI đã được Đỗ Đức Lưu và các cộng sự nghiên cứu, xây dựng thành 
công máy đo và phân tích dao động trên cơ sở công nghệ DAQ và lập trình code trên 
LabView của NI (National Instruments, Hoa Kỳ) [11, 13, 15, 24]. Trong đề tài luận án 
tiến sĩ này, NCS tiếp tục kế thừa hệ thống đo dao động gia tốc đa kênh trên, sẽ tiếp tục 
phát triển thuật toán và lập trình code (trên LabView) để xây dựng một số mô đun (VI) 
cho xử lý tín hiệu dao động, xây dựng dữ liệu mức dao động cho phép đối với động cơ 
TBK, ra quyết định giám sát dao động. 
Như vậy, với sự phát triển của thiết bị công nghệ hiện nay (cảm biến hiện đại, bộ 
thu thập tín hiệu tốc độ cao, các phần mềm tiện ích mạnh hỗ trợ lập trình code thuận tiện) 
cho phép ta chủ động thiết kế, xây dựng hệ thống thiết bị và phần mềm để đo, xử lý, phân 
tích, GSDĐ đáp ứng các yêu cầu, nhiệm vụ cụ thể đã xác định cho ĐCTBK tàu thuỷ. 
2.4.4. Mô hình toán các đặc tính giới hạn dao động cho ĐCTBK tàu thuỷ 
2.4.4.1. Mô hình lớp trạng thái cho GSDĐ của ĐCTBK tàu thuỷ 
- Lớp D1 là TTKT của tổ hợp khi TTKT của ĐCTBK tốt (động cơ mới hoặc đang 
khai thác tốt, mức độ dao động nằm dưới ngưỡng B); 
- Lớp D2 là TTKT của tổ hợp ĐCTBK xấu, MCB dư vượt mức cho phép (theo ISO 
1940-1) [76] hoặc mức dao động vượt qua ngưỡng cho phép B và dưới ngưỡng C (theo 
RMR) [90]. Tại vùng này, có thể máy làm việc, nhưng sự cố có thể xảy ra. 
- Lớp D3 là TTKT của tổ hợp ĐCTBK quá xấu, dao động ngang vượt quá ngưỡng 
cho phép nguy hiểm C. Sự cố không lường trước được. 
Động cơ tua bin khí tàu thuỷ là thiết bị quay với tốc độ lớn (trên 10.000 v/ph), nên 
giám sát mức độ dao động là rất quan trọng, cần duy trì ở trạng thái luôn tốt, (lớp TTKT 
D1). Do vậy trong khai thác, chúng ta cần quan tâm hai lớp TTKT D1 và D2, ở đó đường 
phân tách giữa hai lớp chính là đường giới hạn mức B. Còn việc phân chia lớp trạng thái 
D1 thành hai lớp con D1.1 và D1.2 khi máy mới / máy hoạt động bình thường lâu dài 
không hư hỏng có ý nghĩa lý thuyết nhiều hơn. Tương tự, lớp TTKT D2 (có thể xảy ra 
hư hỏng) được phân tách thành hai lớp con D2.1 và D2.2 với đường phân tách giữa hai 
lớp này là đường đặc tính mức dao động giới hạn C. Trong khai thác - bảo dưỡng các 
tàu quân sự, luôn duy trì trạng thái sẵn sàng chiến đấu, tiêu chuẩn kỹ thuật phải đảm bảo 
mức dao động nằm ở lớp TTKT D1. Từ đó, dưới quan điểm lý thuyết phân lớp TTKT 
cho duy tu bảo dưỡng ĐCTBK tàu thuỷ, đối tượng này được phân lớp như sau. 
51 
Tập lớp TTKT của ĐCTBK được giám sát bằng dao động: 
 D ={D1, D2} (2.54) 
Trong giám sát, chẩn đoán, theo mức dao động cho từng lớp D1, D2 chúng ta có 
thể phân lớp cụ thể hơn, chi tiết hơn theo mức A, B, hoặc C. 
Khi đó, ta viết tập hợp các lớp TTKT của ĐCTBK được giám sát dao động: 
 D ={D1{ D1.1, D1.2}, D2{D2.1, D2.2}} = {D1.1, D1.2, D2.2, D2.2} (2.55) 
Đường ranh giới mức A, B và C được đưa ra dưới dạng bảng số liệu đã chỉ trong 
Phụ lục 1 (Bảng 2). Tuy nhiên, trong thực tế, với từng tín hiệu sẽ có độ chính xác khác 
nhau, và mỗi đường mức giới hạn sẽ đưa vào một khoảng “dung sai, ” tương ứng. 
Ví dụ mô hình với phương trình hình thức (2.55) ta cần có 3 đường đặc tính chuẩn 
cho từng điểm đo (Hình 2.17). 
Đặc tính chuẩn của các đường chuẩn (giới hạn) này được thể hiện: 
 Ci(f) i = [Ci(f) - i , Ci(f) + i ]; i = mi.i (2.56) 
Ở đây: mi -hệ số phân tán, m =1.8 ÷3; 
i - chỉ số tín hiệu dao động (điểm đo); 
i – phương sai khi xác định thông số giám sát Vi. 
Như vậy, đặc tính chuẩn dùng trong giám sát, chẩn đoán bằng dao động sẽ là các 
vùng ranh giới, đặc trưng bởi đường các giá trị trung bình ranh giới và phạm vi dung sai 
của chúng có dạng: 
 Dj,j+1 = C(Dj,Dj+1) ={Cj(f) , j} ={Ci(f) , i} (2.57) 
2.4.4.2. Mô hình hoá đặc tính chuẩn dao động thẳng trên TBK tàu thuỷ 
Các vị trí đo dao động thẳng (DĐN) trên ĐCTBK tàu thuỷ được chỉ ra như trên 
Hình 2.17 (RMR, 2016) [90]. Theo đó, đối với ĐCTBK đóng vai trò máy chính trên tàu 
thuỷ, các vị trí đo dao động thẳng được chỉ ra đều nằm trên các chi tiết tĩnh của ĐCTBK 
tàu thuỷ. 
Điểm quan tâm chính đối với các THDĐ đo trên ĐCTBK tàu thuỷ tại vị trí 1, 2, 3, 
4, 5 là mức cho phép được đưa ra bởi Quy phạm, từ đó chúng ta cần triển khai biến đổi 
52 
THDĐ về các đại lượng phù hợp rồi so sánh chúng với mức cho phép. Kết quả so sánh sẽ 
cho ta biết TTDĐ nằm trong vùng nào tương ứng với các mức A hoặc B. 
Ngưỡng giới hạn cho TTDĐ đo bằng các cảm biến gia tốc được NCS xây dựng từ 
ngưỡng đo vận tốc dao động tại từng tần số f(Hz) với cơ sở toán học được xây dựng từ 
bản chất vật lý của tín hiệu hình sin có tần số f (Hz) hay =2 f (rad/s). 
Qui phạm RMR [90] đưa ra các ngưỡng cho phép khi đo DĐN và DĐD ở dạng 
THDĐ vận tốc được biến đổi FFT và sử dụng băng thông 1/3-octave (Bảng 1-Phụ lục 
1). Tuy nhiên, khi dùng cảm biến đo gia tốc (m/s2), ta cần xác định mức cho phép ứng 
với các ngưỡng A và B khi tín hiệu được phân tích FFT, dùng lọc 1/3-octave. Tại từng 
tần số f trung tâm theo băng thông 1/3 Octave, ta có thể chuyển đổi biên độ dao động 
vận tốc (Av) sang biên độ dao động gia tốc (Aa) theo công thức (2.58): 
 𝐴𝑎 = 𝐴𝑣 ∗ 2𝜋𝑓, m/s
2 (2.58) 
Trong công thức (2.58) Av đo bằng m/s, còn khi Av đo bằng mm/s theo ngưỡng 
đưa ra từ RMR [90] ta sử dụng công thức (2.59): 
𝐴𝑎 = 𝐴𝑣 ∗ 2𝜋𝑓 ∗ 10
−3, m/s2 (2.59) 
Kết quả chuyển đổi mức giới hạn sẽ được tổng hợp vào Bảng 2.4 (chi tiết xem 
Bảng 3 - Phụ lục 2). 
Bảng 2.4. Chuyển đổi mức dao động cho phép đối với ĐCTBK tàu thuỷ 
STT 
TS TB 
1/3-octave 
f-m(HZ) 
[Vghv(f)] [Vgha(f)] 
A