往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法及装置制造方法及图纸

本公开是关于一种往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法及装置，通过动态压力信号S

【技术实现步骤摘要】
往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法及装置


[0001]本公开涉及设备状态监测领域，尤其涉及一种往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法及装置。

技术介绍

[0002]往复压缩机是众多关键机械系统的心脏，一旦发生严重故障，将导致整个装备系统失效或恶性损坏，而当前最流行的故障诊断方法的前提是采用键相法获取整周期的信号，进而实现信号分析与故障诊断。然而，在某些特殊的安全要求情况下，键相传感器无法安装，导致无法有效获取整周期信号。针对这一问题，当前仅有雷芙常等人运用振动信号实现了整周期截取。然而，振动信号在不同的工作环境中受到干扰因素较多，特别当机组周围存在其他大噪声机器时，此方法容易失效。

技术实现思路

[0003]为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法及装置。
[0004]根据本公开实施例的第一方面，本申请实施例提供了一种往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，所述方法包括：
[0005]获取往复压缩机运行参数，基于所述往复压缩机运行参数计算理想整周期采样点数N
s
的第一信号长度；
[0006]截取至少3倍所述第一信号长度的动态压力信号原始波形S
p
，同时截取其他波形S
t
，并对所述原始波形S
p
进行预处理，处理后的波形为S
pp
；
[0007]获取S
pp
的零点Z，基于零点集合获取规则，获取零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]；
[0008]基于所述零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]和所述往复压缩机运行参数，计算实际动态压力信号的整周期长度N
a
，以及各个工作段在动态压力信号原始波形S
p
上的起始点坐标，所述各个工作段包括膨胀、吸气、压缩和排气，其起始坐标分别为X
exp
，X
in
，X
pre
，X
out
；
[0009]基于所述X
exp
，X
in
，X
pre
，X
out
和实际动态压力信号的整周期长度N
a
，获取所述其他波形信号S
t
的整周期截取标志，并基于所述整周期截取标志，截取实际运行中的整周期波形与所述各个工作段的波形，所述整周期波形包含其他波形S
t
和动态压力信号原始波形S
p
。
[0010]在一个实施例中，获取往复压缩机运行参数，基于所述往复压缩机运行参数计算理想整周期采样点数N
s
的第一信号长度，具体包括：
[0011]获取所述往复压缩机当前转速ω，整周期所需活塞冲程数K，数据采集采样率f
s
，往复压缩机额定进气压力P
in
，往复压缩机额定排气压力P
out
，通过如下公式计算N
s
，所述公式为：
[0012][0013]在一个实施例中，对所述原始波形S
p
进行预处理，处理后的波形为S
pp
，具体包括：
[0014]通过如下公式计算S
pp
，所述公式为：
[0015][0016]其中，N
s
为理想整周期采样点数。
[0017]在一个实施例中，所述获取S
pp
的零点Z，具体包括：
[0018]通过如下公式计算所述零点Z，所述公式为：
[0019]Z＝[0，where(|S
pp
|<＝0.01
×
max(S
pp
))]＝[0，Z1，Z2，
…
]，
[0020]其中，where(q)函数为返回S
pp
中满足条件q的所有点的横坐标，max()为求最大函数值，Z中包括了所有可能零点的集合。
[0021]在一个实施例中，所述基于零点集合获取规则，获取零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]，具体包括：
[0022]通过如下公式，计算Z中理想的2、3、4个零点的横坐标，定义为Z
A
，Z
B
，Z
C
，所述公式为：
[0023][0024]其中，为所述零点Z对自身序列的求导，Z(q)为Z中满足条件q的所有点，[2，3，4]为从前往后取第2、3、4个点；
[0025]通过如下公式，检验Z
A
，Z
B
，Z
C
是否为所需的零点，条件为由Z
A
至Z
B
在所述信号S
pp
上的积分是否大于零，若不满足条件，另从零点Z中从前往后取第3、4、5个零点的横坐标，定义为Z
A
，Z
B
，Z
C
，所述公式为：
[0026][0027]else:[Z
A
，Z
B
，Z
C
]＝[Z
A
，Z
B
，Z
C
]。
[0028]在一个实施例中所述基于所述零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]和所述往复压缩机运行参数，计算实际动态压力信号的整周期长度N
a
，以及各个工作段在动态压力信号原始波形S
p
上的起始点坐标，所述各个工作段包括膨胀、吸气、压缩和排气，其起始坐标分别为X
exp
，X
in
，X
pre
，X
out
，具体包括：
[0029]通过如下公式，基于所述零点Z
A
，Z
C
，计算所述实际动态压力信号的整周期长度N
a
，所述公式为：
[0030]N
a
＝Z
C
‑
Z
A
，
[0031]通过如下公式，基于所述零点Z
A
，Z
B
，计算所述膨胀工作阶段在动态压力信号上S
p
的起始点坐标X
exp
，所述公式为：
[0032]X
exp
＝where(S
p
[Z
A
:Z
B
]>0.95
×
P
out
)
[
‑
1]，
[0033]其中，P
out本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，其特征在于，包括：获取往复压缩机运行参数，基于所述往复压缩机运行参数计算理想整周期采样点数N
s
的第一信号长度；截取至少3倍所述第一信号长度的动态压力信号原始波形S
p
，同时截取其他波形S
t
，并对所述原始波形S
p
进行预处理，处理后的波形为S
pp
；获取S
pp
的零点Z，基于零点集合获取规则，获取零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]；基于所述零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]和所述往复压缩机运行参数，计算实际动态压力信号的整周期长度N
a
，以及各个工作段在动态压力信号原始波形S
p
上的起始点坐标，所述各个工作段包括膨胀、吸气、压缩和排气，其起始坐标分别为X
exp
，X
in
，X
pre
，X
out
；基于所述X
exp
，X
in
，X
pre
，X
out
和实际动态压力信号的整周期长度N
a
，获取所述其他波形信号S
t
的整周期截取标志，并基于所述整周期截取标志，截取实际运行中的整周期波形与所述各个工作段的波形，所述整周期波形包含其他波形S
t
和动态压力信号原始波形S
p
。2.根据权利要求1所述的往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，其特征在于，获取往复压缩机运行参数，基于所述往复压缩机运行参数计算理想整周期采样点数N
s
的第一信号长度，具体包括：获取所述往复压缩机当前转速ω，整周期所需活塞冲程数K，数据采集采样率f
s
，建立通过如下公式计算N
s
，所述公式为：3.根据权利要求1所述的往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，其特征在于，对所述原始波形S
p
进行预处理，处理后的波形为S
pp
，具体包括：通过如下公式计算S
pp
，所述公式为：其中，N
s
为理想整周期采样点数。4.根据权利要求1所述的往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，其特征在于，所述获取S
pp
的零点Z，具体包括：通过如下公式计算所述零点Z，所述公式为：Z＝[0，where(|S
pp
|＜＝0.01
×
max(S
pp
))]＝[0，Z1，Z2，
…
]，其中，where(q)函数为返回S
pp
中满足条件q的所有点的横坐标，max()为求最大函数值，Z中包括了所有可能零点的集合。5.根据权利要求1所述的往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，其特征在于，所述基于零点集合获取规则，获取零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]，具体包括：通过如下公式，计算z中理想的2、3、4个零点的横坐标，定义为Z
A
，Z
B
，Z
C
，所述公式为2其中，为所述零点Z对自身序列的求导，Z(q)为Z中满足条件q的所有点，[2，3，4]为从前往后取第2、3、4个点；通过如下公式，检验Z
A
，Z
B
，Z
C
是否为所需的零点，条件为由Z
A
至Z
B
在所述信号S
pp
上的积
分是否大于零，若不满足条件，另从零点Z中从前往后取第3、4、5个零点的横坐标，定义为Z
A
，Z
B
，Z
C
，所述公式为：else：[Z
A
，Z
B
，Z
C
]＝[Z
A
，Z
B
，Z
C
]。6.根据权利要求1所述的往复压缩机故障诊断监测信号整周期截取方法，其特征在于，所述基于所述零点集合[Z
A
，Z
B
，Z
C
]和所述往复压缩机运行参数，计算实际动态压力信号的整周期长度N
a
，以及各个工作段在动态压力信号原始波形S
p
上的起始点坐标，所述各个工作段包括膨胀、吸气、压缩和排气，其起始坐标分别为X
exp
，X
in
，X
pre
，X
out
，具体包括：通过如下公式，基于所述零点Z
A
，Z
C
，计算所述实际动态压力信号的整周期长度N
a
，所述公式为：N
a
＝Z
C
‑
Z
A
，通过如下公式，基于所述零点Z
A
，Z
B
，计算所述膨胀工作阶段在动态压力信号上S
p
的起始点坐标X
exp
，所述公式为：X
exp
＝where(S
p
[Z
A
：Z
B
]＞0.95
×
P
out
)
[
‑
1]
，其中，P
out
为往复压缩机额定排气压力，S
p
[Z
A
：Z
B

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦南，高晖，
申请(专利权)人：北京博华信智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：