[發明專利]一種輸油泵軸承故障診斷方法

有效

• 申請號: 201810246460.0
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108956140B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 葉彥斐;陳蓉;陸琳娜;羊康;程偉國
• 申請（專利權）人: 南京富島信息工程有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢;夏平

本發明公開了一種輸油泵軸承故障診斷方法，其特征是它包括以下步驟：(1)采用加速度傳感器對軸承振動信號進行數據采集，進行EMD經驗模態分解、本征模態函數IMF包絡譜分析，獲得樣本數據特征物理量；(2)基于軸承故障特征矩陣對樣本數據特征物理量進行處理，獲取BPA值作為BPA證據；(3)改進D?S證據推理規則對BPA證據進行融合獲得軸承故障診斷結果。本發明提出的一種輸油泵軸承故障診斷方法可處理多個軸承加速度傳感器中有傳感器損壞導致部分數據失效或異常情況。

技術領域

本發明涉及軸承故障診斷領域，為了確保石油管道運輸安全及經濟效益而提出的一種輸油泵軸承故障診斷方法，重點在于故障識別，多組證據產生一致或沖突結果時的合成識別，尤其是適用于基于多個傳感器信息識別軸承故障狀態的情況。

背景技術

石油是保障國家經濟高速平穩發展的重要資源，管道運輸作為一種高效、經濟、安全的運輸方式，憑借其它傳統運輸不可比擬的優勢成為石油運輸的首選運輸方式。輸油泵成為了管道運輸中最為關鍵的動設備，其穩定運行直接影響著石油管道運輸系統的安全性。

目前，對輸油泵軸承故障的診斷大多數情況下基于單個傳感器進行簡單判斷，如采集設備單一的狀態信號如振動、溫度及流量狀態提取故障特征從而識別故障。在自然或人為干擾條件下，采用單個傳感器風險很大，單個傳感器出現故障可能導致對設備故障狀態誤判。而采用多個傳感器則可以降低誤判風險，而在干擾條件下不可避免會存在獲取信息的不確定性，導致沖突信息的存在。采用數學平均或簡單邏輯處理等方法往往因無法處理這些沖突信息而識別出錯誤的故障診斷結果。

發明內容

本發明的目的是針對單一傳感器對輸油泵故障識別風險大、不確定的問題，提出的一種新的輸油泵軸承故障診斷的方法，采用多個傳感器檢測輸油泵軸承數據，應用基于D-S改進后的推理合成公式對于多證據組識別信息融合，從而對輸油泵軸承進行故障診斷。

本發明的技術方案是：

一種輸油泵軸承故障診斷方法，它包括以下步驟：

(1)、采用加速度傳感器對軸承振動信號進行數據采集，進行EMD經驗模態分解、本征模態函數IMF包絡譜分析，獲得樣本數據特征物理量；

(2)、基于軸承故障特征矩陣對樣本數據特征物理量進行處理，獲取BPA值作為BPA證據；

(3)、改進D-S證據推理規則對BPA證據進行融合獲得軸承故障診斷結果。

具體的，步驟(1)中，采用多個加速度傳感器檢測軸承振動從而獲取故障振動信號，并對信號進行頻譜分析，在此基礎上將故障振動信號進一步EMD經驗模態分解成不少于三個的本征模態函數IMF之和，取前三個本征模態函數IMF分別進行包絡譜分析，獲取樣本數據特征物理量。

具體的，步驟(2)中，基于灰色關聯度，計算采集樣本數據特征物理量與軸承故障特征矩陣的灰色關聯度獲取BPA證據，過程如下：

A：滾動軸承故障具體分為內圈故障、外圈故障及滾動體故障，順次記為故障域{A₁,A₂,A₃}，取各自故障特征頻率作為特征物理量，則故障域{A₁,A₂,A₃}的特征參考序列為(x_t1,x_t2,x_t3),t＝1,2,3；特征參考序列(x_t1,x_t2,x_t3),t＝1,2,3中的元素值通過事先理論計算或大量歷史故障及其對應樣本數據處理統計獲得；構成軸承參考故障特征矩陣：