[發明專利]一種單向閥性能退化評估裝置及其診斷方法

在審

• 申請號: 201910132854.8
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109974985A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 王曉東;李祥;吳建德;馬軍;李卓睿;徐俊祖
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單向閥性能退化評估裝置，其特征在于：包括

加速度傳感器，用于采集待測單向閥的振動信號并將振動信號轉化為模擬信號；

數據預處理模塊，用于將模擬信號進行放大、濾波降噪及A/D轉換，得到預處理后的振動信號，便于后續的特征參數提??；

特征參數提取模塊，用于對預處理后的振動信號進行特征參數提取，并對提取的特征參數使用線性函數轉換方法歸一化處理得到特征參數向量，便于后續的聚類和隸屬度計算；

模糊c-均值聚類評估模塊，用于將單向閥性能正常時采集預處理的正常樣本數據特征提取后得到的特征參數向量按正常使用期和快速失效期進行聚類，由此訓練得到正常使用期聚類中心和快速失效期聚類中心，然后計算待測試樣本數據相對于正常狀態模糊聚類中心的隸屬度，此隸屬度作為性能退化指標DI來表征待測樣本數據偏離正常狀態的程度來表示單向閥性能退化的程度。

2.根據權利要求1所述的單向閥性能退化評估裝置，其特征在于：所述加速度傳感器采取了三個方向的安裝方式，分別為軸向、徑向和垂直方向。

3.根據權利要求1所述的單向閥性能退化評估裝置，其特征在于：所述數據預處理模塊包括NI SCXI加速度計輸入模塊、NI SCXI信號調理機箱、NI多功能數據采集卡；

所述NI SCXI加速度計輸入模塊：用于將加速度傳感器輸出的信號轉換成便于傳輸、顯示、記錄和輸出的信號；

所述NI SCXI信號調理機箱：用于對NI SCXI加速度計輸入模塊輸入的信號進行放大、濾波降噪及A/D轉換，通過信號調理機箱的背板總線和電纜適配器輸入到數據采集卡；

所述NI多功能數據采集卡：用于將NI SCXI信號調理機箱輸入的信號進行存儲，通過計算機的USB總線傳輸給電腦以便后續的特征參數提取及模糊c-均值聚類評估模塊。

4.根據權利要求1所述的單向閥性能退化評估裝置，其特征在于：所述特征參數包括均方根值和峭度。

5.根據權利要求3所述的單向閥性能退化評估裝置，其特征在于：所述NI SCXI加速度計輸入模塊采用SCXI-1531加速度計輸入模塊。

6.一種單向閥性能退化評估裝置的診斷方法，其特征在于：所述診斷方法的具體步驟如下：

Step1、通過加速度傳感器采集振動信號并轉換為模擬信號，數據預處理模塊對單向閥振動信號進行放大、濾波去噪和A/D轉換預處理后得到正常樣本數據和待測試樣本數據，對正常樣本數據和待測試樣本數據提取特征參數均方根值和峭度，作為模糊c-均值聚類評估模塊的輸入特征矢量；

Step2、對正常樣本數據的特征矢量使用線性函數轉換方法線性歸一化處理后組成向量作為輸入量，設定聚類個數c和模糊系數m按正常使用期和快速失效期對輸入量進行聚類，由此訓練得到正常使用期聚類中心和快速失效期聚類中心；

Step3、對待測試樣本數據的特征矢量使用線性函數轉換方法線性歸一化處理后計算相對于正常狀態模糊聚類中心的隸屬度情況，此隸屬度作為性能退化指標DI并在PC機上顯示結果，用DI表征待測試樣本數據偏離正常狀態的程度來表示單向閥性能退化的程度。