基于小波分析的叶片裂纹位置及深度识别方法技术
【技术实现步骤摘要】
基于小波分析的叶片裂纹位置及深度识别方法
本专利技术涉及一种通风机叶片裂纹的识别方法，属于设备故障诊断领域。具体而言，本专利技术是一种通风机叶片裂纹位置和深度的定量判定方法。
技术介绍
通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。现代通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风，空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风，谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等，且有着噪音低、风量大、效率高、风压稳定等特性。叶片作为通风机的关键部件,承受离心力、流体动力、振动、温差、介质等的综合作用。现今，通风机正朝着重载化、高速化、轻型化方向发展，使叶片工作长度和工作参数不断提高，工作条件越来越严酷，导致叶片容易发生故障，而叶片故障引起的事故往往是灾难性的，会造成巨大的损失。如何以简单的方法和较高的准确率诊断叶片故障，是困扰国内外设备故障诊断工程界和学术界的难题。这就促使了叶片状态监测与故障诊断技术的发展，使其成为叶轮机械运转状态监测的重要组成部分。由于应力集中、疲劳作用等引起的叶片裂纹会对整个机组的...
【技术保护点】
基于小波分析的叶片裂纹位置及深度识别方法，其特征在于：首先，通过测试系统获取故障叶片的基本振型位移参数即位移值；测试过程为离线测试模式；测试系统由传感器部分、激励部分、数据采集与分析部分组成，传感器部分通过激励部分与数据采集与分析部分进行连接；其中，传感器部分为压电式力传感器和压电式加速度传感器；激励部分为激振器或冲击锤装置；数据采集与分析部分要针对锤击、环境激励识别方法的不同，采用相应的数据采集与分析应用软件；包括传函分析、参数选择、输入几何结构及约束信息、模态拟合和振型编辑，最后获得位移模态参数；其次，将振型数据导入MATLAB软件中，利用MATLAB中的小波函数工具箱...
【技术特征摘要】
1.基于小波分析的叶片裂纹位置及深度识别方法，其特征在于：首先，通过测试系统获取故障叶片的基本振型位移参数即位移值；测试过程为离线测试模式；测试系统由传感器部分、激励部分、数据采集与分析部分组成，传感器部分通过激励部分与数据采集与分析部分进行连接；其中，传感器部分为压电式力传感器和压电式加速度传感器；激励部分为激振器或冲击锤装置；数据采集与分析部分要针对锤击、环境激励识别方法的不同，采用相应的数据采集与分析应用软件；包括传函分析、参数选择、输入几何结构及约束信息、模态拟合和振型编辑，最后获得位移模态参数；其次，将振型数据导入MATLAB软件中，利用MATLAB中的小波函数工具箱选取小波基对振型数据进行多尺度连续小波变换，得到小波变换系数图；横坐标的值为0至叶片总长度为L，纵坐标的值为小波变换系数；从小波变换系数图中能够看出各尺度上裂纹截面处小波系数为极大值，由此判定裂纹位置；对于某个特定尺度，其小波系数模极大值对裂纹位置的显示会更为清晰；因此需要对振型数据进行多尺度小波变换，选取对应尺度使裂纹位置的判定更加准确；最后，各尺度裂纹处的小波系数模极大值对数与尺度对数的拟合直线的斜率值与裂纹深度值呈线性关系，通过该线性方程与斜率值实现对裂纹深度的定量评定。2.根据权利要求1所述的基于小波分析的叶片裂纹位置及深度识别方法，其特征在于：利用小波变换实现对裂纹位置的判定实际上是一个识别奇异点的过程；用于奇异性检测的小波不同于一般的正交小波，它是从光滑函数得到的；选择某光滑函数的一阶导数为小波函数，即：其中，θ(t)为裂纹位置判定的光滑函数，ψ(t)为光滑函数的导数；θ(t)满足且为1/(1+t2)的高阶无穷小，同时记：θa(t)＝aθ(t/a)则其中，a为小波变换的尺度；此时，根据小波变换卷积形式的定义得到：其中，x(t)为待测信号，Wx(a,t)为待测信号进行小波变换之后得到的函数；这种卷积型的小波变换Wx(a,t)可以看成是信号x(t)通过冲激响应为ψa(t)的系统后的输出；由此可知，对信号进行小波变换后求导,相当于用小波函数的一阶导数对信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：于梦瑶，付胜，薛殿威，周忠臣，王晓铭，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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