[發(fā)明專利]基于雙頻譜數(shù)據(jù)檢測和診斷風機故障的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710671683.7
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107559228B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 初寧;吳大轉(zhuǎn);徐建鋒;趙建軍;唐川荃;余天義
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江上風高科專風實業(yè)有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F04D29/66
• 代理公司: 33289 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司
• 代理人: 姚宇吉<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明公開了一種基于雙頻譜數(shù)據(jù)檢測和診斷風機故障的方法，通過降噪，得到降噪效果較好的信號；然后根據(jù)降噪的信號，進行雙頻譜處理，得到雙頻譜處理圖像；最后根據(jù)已經(jīng)能夠建立的風機基本故障圖像庫，比較得到該風機故障的故障類型，并報警、提供解決方案。該方法提高了傳統(tǒng)風機故障檢測的實用性和系統(tǒng)性，將風機故障檢測簡單化、可靠化。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利屬于風機故障檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙頻譜分析以及大量實驗結(jié)果的方法。

背景技術(shù)

目前風機故障的檢測技術(shù)主要是通過傳感器收集風機的振動位移、振動頻率、風機流量等信息，與標準量比較，若超過預(yù)定的標準值，則判定風機為故障風機，再檢修或更換風機。

這種檢測和診斷風機故障的方法存在很大的缺陷和不足。當風機發(fā)生故障時，往往使得振動位移、振動頻率、風機流量等未達到預(yù)定標準值，而風機已經(jīng)不能使用了。可靠性較高的就是通過檢測風機故障帶來大量的高次諧波和非線性信號，來檢測和診斷風機故障類型。

雙頻譜在信號處理領(lǐng)域中逐漸成熟，雙頻譜對于非線性系統(tǒng)檢測具有良好的效果。風機轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、軸承精度降低等風機故障產(chǎn)生大量高次諧波和非線性信號，使得雙頻譜有良好的實用性。但其中包含的噪聲信號過于龐大，而且能量分布不規(guī)律。通過降噪可以提高雙頻譜的準確性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的風機故障檢測技術(shù)缺乏實用性和系統(tǒng)性的缺陷，我們提出了基于雙頻譜處理振動加速度信號的大量基本數(shù)據(jù)檢測和診斷風機故障的方法。

通過收集大量的基本風機故障的實驗處理數(shù)據(jù)，建立故障圖像庫，將對實際故障信號進行預(yù)白化和雙頻譜處理得到的圖像與建立的圖像庫進行比較，進而判斷故障類型。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于雙頻譜數(shù)據(jù)檢測和診斷風機故障的方法，包括以下步驟：

步驟1：使用振動加速度傳感器分別收集故障風機和正常風機產(chǎn)生的聲音信號，正常風機得到的信號作為參照信號；

步驟2：對采集的振動信號進行降噪，作為待處理的信號；

步驟3：分別對原始信號、待處理信號進行FFT變換，比較得出降噪效果，若降噪效果不明顯，則改變降噪?yún)?shù)直至得到較理想的降噪效果；

步驟4：使用雙頻譜處理降噪得到較好效果的信號和參照信號，比較二個信號的差異；

步驟5：根據(jù)大量實驗得到的基本風機故障信號的雙頻譜，判斷該風機故障屬于哪種基本風機故障或者哪幾種基本風機故障的組合；

步驟6：檢測到故障后，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)報警并提供故障診斷意見和維修方案。

本發(fā)明意在大量實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上建立基本風機故障的雙頻譜的圖像庫與實際風機故障得到的圖像對比來實現(xiàn)。但是，實際采集信號多有噪聲信號干擾，降低故障圖像庫的可靠性，故本發(fā)明先使用預(yù)白化進行降噪處理，再通過雙頻譜得到圖像庫以及故障信號的最終圖像結(jié)果。

步驟2的具體步驟為：

步驟2-1對帶有噪聲的信號進行短時傅里葉變換；

步驟2-2將得到的時間-頻率-振幅矩陣運用信號處理工具箱里面的函數(shù)進行預(yù)處理降噪操作；

步驟2-3再進行逆短時傅里葉變換或者快速獨立成分分析的方法得到所需降噪信號。

在獲得較好降噪效果的故障信號后即進行雙頻譜處理，與大量風機故障數(shù)據(jù)的雙頻譜處理得到的雙頻譜結(jié)果建立的基本風機故障所應(yīng)得到的雙頻譜圖像庫對比，判斷實際風機故障屬于何種故障。

本發(fā)明在傳統(tǒng)風機故障檢測方法的基礎(chǔ)上提高了風機故障檢測和診斷的實用性和系統(tǒng)性，而且對于使用者來說方法簡單、可靠，具有良好的發(fā)展前景。

附圖說明