一种水泵汽蚀状态监测装置及方法制造方法及图纸

本文公开了一种水泵汽蚀状态监测装置及方法，属于流体机械物联网智能诊断技术领域，该装置包括水泵测试平台和套环式通讯装置；该方法由现场监测平台对水泵出口液载噪声信号进行监测；提出相对信噪系数对液载噪声信号进行去噪；对去噪后的频域信号进行小波分解；对去噪后的时域信号进行小波包分解；提取了汽蚀状态的特征值及阈值，从而得出汽蚀状态判断结果并写入现场数据库；将各现场数据库设置好地址信息共享到网络；由远程监测平台通过云端管理服务器中存储的IP地址、用户信息进行读写。本专利实现了水泵的实时监测、报警、记录、汽蚀状态判断、数据库管理等功能，对延长水泵的使用寿命，降低维护成本和安全隐患都有着重大意义。

【技术实现步骤摘要】
一种水泵汽蚀状态监测装置及方法
本专利技术属于流体机械物联网智能诊断
，特指涉及一种水泵汽蚀状态监测装置及方法。
技术介绍
水泵广泛应用于国民经济的各个领域，也是众多工业生产系统中的关键设备，一旦发生故障，轻则影响生产，重则造成设备停机、流程中断，导致严重的经济损失，甚至会威胁生命安全，而汽蚀则是水泵最容易发生的故障之一。汽蚀的发生会造成水泵过流部件破坏，影响泵运行稳定性；水力性能下降，影响泵运行效率；产生振动噪声，对人身体和精神状态造成危害。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种水泵汽蚀状态监测装置及方法，该装置通过利用传感器采集信号并通过采集卡将电信号转化为数字信号从而传递给应用装置，实现了远程PC端和手机客户端的水泵汽蚀状态监测，使用方便可靠，节省了人力成本，对泵企现代化水平和泵联网的技术发展也起到一定的促进作用，同时增加了系统的普适性和灵活性，减小了设备体积和安装环境要求，降低了设备成本。为达到以上目的，采用如下技术方案：一种水泵汽蚀状态监测装置，包括信号采集装置、信号传输装置和应用装置；所述信号采集装置设置在水泵上，将采集到的信号传输给信号传输装置中的套环式通讯装置；所述套环式通讯装置将数据传输给应用装置。进一步的，所述信号采集装置包括安装在水泵进口管路上的进口压力传感器及安装在出口管路上的出口压力传感器、水听器和流量计。进一步的，所述信号传输装置包括套环式通讯装置；所述套环式通讯装置包括采集卡；所述采集卡的输入端子与进口压力传感器、出口压力传感器、水听器的信号线相连，用于采集传感器的电流信号并将其转换为数字信号。进一步的，所述应用装置包括在现场用于监测的现场监测平台、总控室内用于监测的远程监测平台和手机客户端。进一步的，所述套环式通讯装置还包括声光报警器、盖板、继电器开关、电源供应器、采集卡、壳体、上基座和下基座；所述上基座和下基座用于将套环式通讯装置固定在水泵的出口管路上；所述壳体通过螺钉与上基座相连；所述继电器开关、电源供应器、采集卡安装在壳体内；所述声光报警器安装在盖板上；所述继电器开关输入端子和采集卡的输出端子相连，继电器开关输出端子与声光报警器相连，用于控制其发出报警。一种水泵汽蚀状态监测方法，包括步骤如下：步骤一)通过在水泵上布置传感器采集初始电流信号；步骤二)通过采集卡将步骤一)中采集到的初始电流信号转换成数字信号；步骤三)通过将TCP通讯协议将步骤二)中的数字信号传输到现场监测平台；步骤四)采用LabVIEW作为软件平台，编写上位机程序，接收步骤三)传来的数字信号并进行预处理；步骤五)采用MATLAB编程实现对步骤四)中预处理后的数据进行小波阈值去噪；采用小波分析提取汽蚀发生特征信号并进行汽蚀状态判定；步骤六)利用LabVIEW编写人机交互界面；由LabVIEW通过MATLABScript节点方式实现对步骤四)中预处理后的数据以及步骤五)中MATLAB汽蚀状态判断算法程序的调用，将汽蚀状态判断结果实时显示在软件界面上；步骤七)利用LabVIEW编写上位机程序，将步骤四)中预处理后的数据以及步骤五)中的汽蚀状态判断结果实时写入现场Access数据库并生成Execl报表；步骤八)将现场监测平台通过4G插卡/光纤连接到互联网，把步骤七)中的现场Access数据库共享到网络，设置成固定的IP地址；由云端服务器进行数据库IP地址及用户信息密码存储；远程监测平台和手机客户端通过用户信息密码及IP地址读取现场监测平台上现场Access数据库中的预处理后的数据和汽蚀状态判断结果。本专利技术的优点和积极效果在于：1.将水泵在线监测、超限报警、汽蚀状态诊断、数据库管理为一体，提高水泵设备管理自动化水平，降低了维护成本和安全隐患。2.采用套环式通讯装置，便于直接在管道上进行定位安装，大大减小了设备体积和安装环境要求，增加了系统的普适性和灵活性。3.采用虚拟仪器技术，节省了大量二次仪表，降低了设备成本。4.采用传统扬程下降和新增小波变换、小波包变换汽蚀状态判断方法，提前了汽蚀状态判断时间，提高了判断精度，有利于设备维修维护，延长水泵的使用寿命。5.采用数据库统筹管理，减小了存储空间的占用，加快了数据读写效率，规范了数据类型，为水泵行业的发展提供大量的工程应用数据。6.实现了远程PC端和手机客户端的水泵汽蚀状态监测，使用方便可靠，节省了人力成本，对泵企现代化水平和泵联网的技术发展也起到一定的促进作用。附图说明图1为水泵测试平台示意图；图2为套环式通讯装置拆解图；图3为水泵汽蚀状态监测方法整体架构图；图4为水泵汽蚀状态判断算法流程图；图5为滤波前后对比图；图6为6层小波分解的高频系数和低频系数提取图；图7为小波包分解后系数的灰度图。附图标记说明：1-试验泵，2-出口压力传感器，3-水听器，4-套环式通讯装置，4-1-声光报警器，4-2-盖板，4-3-继电器开关，4-4-电源供应器，4-5-采集卡，4-6-壳体，4-7-上基座，4-8-下基座，5-三相异步电机，6-手机客户端，7-远程监测平台，8-出口闸阀，9-流量计，10-现场监测平台，11-水箱，12-进口压力传感器，13-进口闸阀。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。一种水泵汽蚀状态监测装置，包括信号采集装置、信号传输装置和应用装置；所述信号采集装置设置在水泵上，将采集到的信号传输给信号传输装置中的套环式通讯装置；所述套环式通讯装置将数据传输给应用装置。所述信号采集装置包括安装在水泵进口管路上的进口压力传感器12及安装在出口管路上的出口压力传感器2、水听器3和流量计9。所述信号传输装置包括套环式通讯装置；所述套环式通讯装置包括采集卡4-5；所述采集卡4-5的输入端子与进口压力传感器12、出口压力传感器2、水听器3的信号线相连，用于采集传感器的电流信号并将其转换为数字信号。将水泵在线监测、超限报警、汽蚀状态诊断、数据库管理为一体，提高水泵设备管理自动化水平，降低了维护成本和安全隐患。采用套环式通讯装置，减小了设备体积和安装环境要求，降低了设备成本，增加了系统的普适性和灵活性。水泵的进口管道与出口管道上安装有进口闸阀13和出口闸阀8用来实现水泵的进水与出水。优选的，所述应用装置包括在现场用于监测的现场监测平台10、总控室内用于监测的远程监测平台和手机客户端。所述套环式通讯装置还包括声光报警器4-1、盖板4-2、继电器开关4-3、电源供应器4-4、采集卡4-5、壳体4-6、上基座4-7和下基座4-8；所述上基座4-7和下基座4-8用于将套环式通讯装置固定在水泵的出口管路上；所述壳体4-6通过螺钉与上基座4-7相连；所述继电器开关4-3、电源供应器4-4、采集卡4-5安装在壳体4-6内；所述声光报警器4-1安装在盖板4-2上；所述继电器开关4-3输入端子和采集卡4-5的输出端子相连，继电器开关4-3输出端子与声光报警器4-1相连，用于控制其发出报警。一种水泵汽蚀状态监测方法，如图3所示，包括步骤如下：步骤一)通过在水泵上布置传感器采集初始电流信号；步骤二)通过采集卡4-5将步骤一)中采集到的初始电流信号转换成数字信号；步骤三)通过将TCP通讯协议将步骤二)中的数字信号传输到现场监测平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泵汽蚀状态监测装置，其特征在于，包括信号采集装置、信号传输装置和应用装置；所述信号采集装置设置在水泵上，将采集到的信号传输给信号传输装置中的套环式通讯装置；所述套环式通讯装置将数据传输给应用装置。

【技术特征摘要】
1.一种水泵汽蚀状态监测装置，其特征在于，包括信号采集装置、信号传输装置和应用装置；所述信号采集装置设置在水泵上，将采集到的信号传输给信号传输装置中的套环式通讯装置；所述套环式通讯装置将数据传输给应用装置。2.根据权利要求1所述的水泵汽蚀状态监测装置，其特征在于，所述信号采集装置包括安装在水泵进口管路上的进口压力传感器(12)及安装在出口管路上的出口压力传感器、水听器和流量计。3.根据权利要求2所述的水泵汽蚀状态监测装置，其特征在于，所述信号传输装置还包括套环式通讯装置；所述套环式通讯装置包括采集卡(4-5)；所述采集卡(4-5)的输入端子与进口压力传感器(12)、出口压力传感器、水听器的信号线相连，用于采集传感器的电流信号并将采集到的电流信号转换为数字信号。4.根据权利要求1所述的水泵汽蚀状态监测装置，其特征在于，所述应用装置包括在现场用于监测的现场监测平台(10)、总控室内用于监测的远程监测平台和手机客户端。5.根据权利要求1所述的水泵汽蚀状态监测装置，其特征在于，所述套环式通讯装置还包括声光报警器(4-1)、盖板(4-2)、继电器开关(4-3)、电源供应器(4-4)、采集卡(4-5)、壳体(4-6)、上基座(4-7)和下基座(4-8)；所述上基座(4-7)和下基座(4-8)用于将套环式通讯装置固定在水泵的出口管路上；所述壳体(4-6)通过螺钉与上基座(4-7)相连；所述继电器开关(4-3)、电源供应器(4-4)、采集卡(4-5)安装在壳体(4-6)内；所述声光报警器(4-1)安装在盖板(4-2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘厚林，吴侃，董亮，代翠，谈明高，王勇，王凯，吴贤芳，戈志鹏，刘嘉伟，王莹，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32