[發(fā)明專利]引擎健康診斷裝置和方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201780072359.1 | 申請日： | 2017-11-20 |
| 公開（公告）號： | CN109997025A | 公開（公告）日： | 2019-07-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 愛德華·斯瑪特;尼爾·格萊斯;大衛(wèi)·布朗恩;馬丁·格雷戈瑞;大衛(wèi)·加里蒂 | 申請（專利權(quán)）人： | STS國防有限公司 |
| 主分類號： | G01M15/12 | 分類號： | G01M15/12;G01H1/00 |
| 代理公司： | 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258 | 代理人： | 林強 |
| 地址： | 英國*** | 國省代碼： | 英國;GB |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 引擎 特征向量 振動傳感器 健康 健康診斷裝置 往復(fù)式內(nèi)燃機 分類模型 模型參數(shù) 指示傳感器 操作期間 處理電路 定量指示 模型生成 特征生成 指示提供 訓(xùn)練集 捕獲 電路 檢測 分析 學(xué)習(xí) | ||
提供了一種用于分析往復(fù)式內(nèi)燃機(4)的健康的引擎健康診斷裝置(8)。該裝置(8)包括：特征生成電路(90)，其用于處理從振動傳感器(60)接收的振動傳感器數(shù)據(jù)(91)并生成指示傳感器數(shù)據(jù)的多個特征的特征向量(80)，所述振動傳感器(60)用于檢測所述往復(fù)式內(nèi)燃機(4)的部件處的振動。處理電路(94)使用訓(xùn)練的分類模型對特征向量進行處理，該訓(xùn)練后的分類模型由模型參數(shù)定義，該模型參數(shù)表征從在引擎(4)的健康操作期間捕獲的特征向量的訓(xùn)練集學(xué)習(xí)的健康操作的決定邊界(150)。該模型生成引擎健康指示，該引擎健康指示提供特征向量與健康操作的決定邊界(150)的偏差的定量指示。
技術(shù)領(lǐng)域
本技術(shù)涉及往復(fù)式內(nèi)燃機的領(lǐng)域。更具體地，本技術(shù)涉及用于分析往復(fù)式內(nèi)燃機的健康的引擎健康診斷裝置和方法。
背景技術(shù)
往復(fù)式內(nèi)燃機通常用作海運船舶的主要推進系統(tǒng)。對于船舶所有者和操作員而言，推進系統(tǒng)在海上的故障的代價很高。需要進行侵入式維修(例如更換活塞)的部件的故障，可能需要花費數(shù)十萬美元，而諸如由“Camival Splendor”上的曲軸箱分裂引起的引擎火災(zāi)等驚人的故障，在維修費用、損失和賠償方面估計花費65,000,000美元。此外，諸如磨損的活塞環(huán)等常見故障的早發(fā)性，可能導(dǎo)致諸如漏氣等的現(xiàn)象，其中空氣/燃料混合物可能通過活塞的邊緣泄漏并進入曲軸箱，從而降低燃燒效率并導(dǎo)致燃料消耗和排放增加。因此，在缺陷成為災(zāi)難性之前對其進行早期檢測和校正，對海運終端用戶來說具有雙重好處，不僅可以防止災(zāi)難性故障，還可以在故障尚未鑒定期間節(jié)省燃料并提高效率。對于往復(fù)式內(nèi)燃機的其他應(yīng)用(例如發(fā)電)存在類似問題，因此問題不僅限于海事部門。
發(fā)明內(nèi)容
至少一些示例提供了一種用于分析往復(fù)式內(nèi)燃機的健康的引擎健康診斷裝置，該裝置包括：
特征生成電路，其處理從振動傳感器接收的振動傳感器數(shù)據(jù)，并生成指示振動傳感器數(shù)據(jù)的多個特征的特征向量，所述振動傳感器用于感測所述往復(fù)式內(nèi)燃機的部件處的振動；以及
處理電路，其使用訓(xùn)練后的分類模型處理由特征生成電路生成的特征向量并生成引擎健康指示，所述訓(xùn)練后的分類模型由模型參數(shù)定義，所述模型參數(shù)表征從特征向量的訓(xùn)練集學(xué)習(xí)的健康操作的邊界，所述特征向量的訓(xùn)練集對應(yīng)于在往復(fù)式內(nèi)燃機的健康操作期間捕獲的振動傳感器數(shù)據(jù)，并且所述引擎健康指示提供特征向量從健康操作的邊界的偏差的定量指示。
至少一些示例提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
往復(fù)式內(nèi)燃機；
振動傳感器，其被構(gòu)造為感測所述往復(fù)式內(nèi)燃機的對應(yīng)部件處的振動；以及
上述引擎健康診斷裝置。
至少一些示例提供了一種用于分析往復(fù)式內(nèi)燃機的健康的引擎健康診斷方法，該方法包括：
使用振動傳感器捕獲振動傳感器數(shù)據(jù)，所述振動傳感器適于感測所述往復(fù)式內(nèi)燃機的部件處的振動；
處理振動傳感器數(shù)據(jù)以生成指示振動傳感器數(shù)據(jù)的多個特征的特征向量；以及
使用訓(xùn)練后的分類模型處理特征向量并生成引擎健康指示，所述訓(xùn)練后的分類模型由模型參數(shù)定義，所述模型參數(shù)表征從特征向量的訓(xùn)練集學(xué)習(xí)的健康操作的邊界，所述特征向量的訓(xùn)練集對應(yīng)于在往復(fù)式內(nèi)燃機的健康操作期間捕獲的振動傳感器數(shù)據(jù)，并且所述引擎健康指示提供特征向量從健康操作的邊界的偏差的定量指示。
至少一些示例提供了一種引擎健康診斷系統(tǒng)安裝方法，該方法包括：
將振動傳感器安裝到往復(fù)式內(nèi)燃機的部件，以感測所述往復(fù)式內(nèi)燃機的所述部件處的振動；
在所述往復(fù)式內(nèi)燃機的健康操作的時段期間，使用振動傳感器捕獲振動傳感器數(shù)據(jù)；
處理振動傳感器數(shù)據(jù)以生成特征向量的訓(xùn)練集，各特征向量指示在健康操作的時段期間的給定時間捕獲的振動傳感器數(shù)據(jù)的多個特征；
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