[發明專利]一種科里奧利質量流量計的掛壁故障檢測方法

有效

• 申請號: 202010134093.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111397700B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 任建新;黃天興;楊鵬;張佩
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 常威威

1.一種科里奧利質量流量計的掛壁故障檢測方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：利用外附加振動傳感器采集得到科里奧利質量流量計不同狀態下的70組振動外傳信號，其中，50組作為訓練樣本數據，另外20組作為測試樣本數據，所述的不同狀態包括正常狀態、單點掛壁狀態、單管兩點掛壁狀態、雙管兩點掛壁狀態、三點掛壁狀態和四點掛壁狀態；然后，采用EMD-FastICA盲源分離算法對振動外傳信號進行分離，得到其源信號；

所述的采用EMD-FastICA盲源分離算法對信號進行分離的具體過程為：

步驟1.1：利用EMD方法將振動外傳信號x(t)分解為若干本征模態信號X₁(t),X₂(t),…,X_n(t)，其中，X_i(t)表示第i個本征模態信號，i＝1,…,n，n表示分解得到的本征模態信號個數；

步驟1.2：所有本征模態信號與原信號重構組成多通道觀測信號X(t)＝[x(t),X₁(t),X₂(t),…,X_n(t)]^T，其中，X(t)表示重構得到的多通道觀測信號；

步驟1.3：按照R_XX＝[X(t)^HX(t)]/N計算得到多通道觀測信號的協方差矩陣R_XX，其中，N表示振動外傳信號的總采樣數；

步驟1.4：對協方差矩陣R_XX進行KL分解，得到N個特征值，設有m個特征值之和達到所有特征值之和的99％，則估計的源信號個數為m；

步驟1.5：采用FastICA算法對步驟1.2重構得到的多通道觀測信號進行分離，得到m個源信號；

步驟2：提取不同狀態下各個源信號的樣本熵；

步驟3：以所有狀態下訓練樣本振動外傳信號的各個源信號的樣本熵為信號特征向量組成訓練樣本集，將訓練樣本集輸入到BP神經網絡輸入層，利用BP算法對BP神經網絡的模型進行學習訓練，確定BP神經網絡模型的各單元之間的連接權重，得到訓練好的BP神經網絡模型；

步驟4：以所有狀態下測試樣本振動外傳信號的各個源信號的樣本熵為信號特征向量組成測試樣本集，將測試樣本集輸入到步驟3訓練好的BP神經網絡，輸出得到測試樣本數據的狀態及是否存在故障。