一种离心泵故障在线诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种离心泵故障在线诊断方法及系统。利用振动传感器测量泵运行时的径向振动信号，并传至信号处理模块，基于循环平稳理论分析处理，得到循环自相关函数并进行切片分析，获得区分泵是否发生故障以及确定故障发生后辨别故障类型的特征参数，通过与泵在设计工况下正常运行时相应的参数进行对比分析，得出相关的故障诊断结果。本发明专利技术通过测量泵的径向振动信号即可实现机封损坏和空化故障诊断；泵的运行特征信息可以实时反映在振动信号中，信息集成度高，信号传递路径少，抗干扰能力强，测量可靠性高；通过分析信号循环自相关函数中的平稳分量，可消除因偏工况导致运行不稳定给信号分析带来的干扰，甄别造成离心泵不稳定流动的具体原因。

An on-line fault diagnosis method and system for centrifugal pump failure

The invention discloses an on-line fault diagnosis method and system for a centrifugal pump failure. The radial vibration signal of vibration sensor when the pump is running, and transmitted to the signal processing module, processing and analysis based on cyclostationary theory, get the cyclic autocorrelation function and slice analysis, obtained between pump fault occurred and determine the characteristic parameters identification of fault type fault occurs, with the pump operating conditions in the design parameters of the corresponding normal the runtime for comparative analysis, obtained results related to fault diagnosis. The invention realizes the mechanical seal damage and Cavitation Fault Diagnosis of vibration signal can be measured by radial pump; pump operation feature information can be real-time reflected in the vibration signal, information integration, signal transmission path, strong anti-interference ability, high reliability; through the analysis of stationary signal cyclic autocorrelation function, can be due to the elimination of partial conditions lead to the signal analysis of interference caused by the unstable operation, identify specific reasons causing the unstable flow in centrifugal pump.

【技术实现步骤摘要】
一种离心泵故障在线诊断方法及系统
本专利技术属于流体机械测试方法领域，具体涉及一种基于循环平稳理论的离心泵故障在线诊断方法及系统。
技术介绍
离心泵作为重要的能量转换和流体输送装置，广泛应用于国民经济的各部分以及航空航天等尖端
如今，离心泵正朝着重载化、高速化、轻型化的方向发展。这使得泵的工作强度不断提高，工作条件越来越严酷。另外泵的结构非常复杂，在恶劣的条件下运行，各种随机因素会产生，容易发生各种机械故障，使得其功能降低。泵故障往往能引起灾难性事故，造成巨大损失。因此，为保证泵正常运行，研究故障诊断技术非常重要，及时检测出故障发生可以避免故障进一步恶化，造成不必要的损失。旋转机械的运行状态隐藏在转子振动信号中，实时采集振动信号传递至计算机中，通过一系列信号特征提取方法可以得到并在线反映设备异常或故障的特征信息。传统的信号特征提取方法大多采用频谱分析法，及利用傅里叶变换从功率谱分析离心泵故障，仅从频域上进行分析。然而频域分析方法只适用于周期性信号和平稳信号，在时域上没有任何分辨能力。非平稳信号在时间轴上存在任何突变时，其频谱将散步在整个频率轴上，无法表征信号在小范围时域内的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心泵故障在线诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过信号采集模块测量待检测离心泵运行时的径向振动信号，采集的数据经信号线实时传递至信号处理模块分析并由存储模块存取；步骤二、信号处理模块获得振动信号并基于循环平稳理论分析信号，计算出信号的循环自相关函数Rx(τ,α)，以及Rx(τ,0)切片分量的标准差σ；步骤三、将设计工况下运行时相应的标准差σ0与实际运行的数据计算所得的标准差σ进行对比，当对比结果σ>σ0时，表示泵偏离设计工况运行，结果传至显示模块显示，当计算结果不满足σ>σ0时，表示泵在设计工况点附近运行，需进一步计算分析其运行状态；步骤四：提取出叶片通过频率处切片...

【技术特征摘要】
1.一种离心泵故障在线诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、通过信号采集模块测量待检测离心泵运行时的径向振动信号，采集的数据经信号线实时传递至信号处理模块分析并由存储模块存取；步骤二、信号处理模块获得振动信号并基于循环平稳理论分析信号，计算出信号的循环自相关函数Rx(τ,α)，以及Rx(τ,0)切片分量的标准差σ；步骤三、将设计工况下运行时相应的标准差σ0与实际运行的数据计算所得的标准差σ进行对比，当对比结果σ>σ0时，表示泵偏离设计工况运行，结果传至显示模块显示，当计算结果不满足σ>σ0时，表示泵在设计工况点附近运行，需进一步计算分析其运行状态；步骤四：提取出叶片通过频率处切片分量Rx(τ,α1)，并做Fourier变换并获得主频分量幅值A1，将其与泵在设计工况下无故障正常运行时相应的A1*进行对比，若满足A1>A1*，则表示机封损坏；反之，则机封正常；提取出切片分量Rx(0,α)并获得该分量0到叶片通过频率范围内的频带的幅值均值A2，将其与泵在设计工况下无故障正常运行时相应的A2*进行对比，若满足A2>A2*，则表示泵内发生空化，反之则表示泵内未发生空化；步骤五：将诊断结果传送到显示模块显示。2.根据权利要求1所述的离心泵故障在线诊断方法，其特征在于，所述循环自相关函数通过以下公式计算：Rx(τ,0)切片分量的标准差通过以下公式计算：式中：*表示共轭，τ为时延因子，信号的二阶循环平稳特性表示为所有时间t满足Rx(t,τ)＝Rx(t+T,τ)，这里T0是循环周期，α＝1/T被称为基础循环频率，N为Rx(τ,0)切片分量中点数，mi表示各点的值，μ表示所有点的平均值；n表示从-N到N的整数。3.根据权利要求2所述的离心泵故障在线诊断方法，其特征在于，所述步骤三中当σ>...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙慧，骆寅，袁寿其，尹江南，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32