[發明專利]船用發動機健康狀態在線監測評估方法、設備及系統

在審

• 申請號: 202010809740.5
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112067306A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 胡鬧;楊建國;張猛;胡旭鋼
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 丁倩

本發明公開了船用發動機健康狀態在線監測評估方法、設備及系統，方法包括：獲取所述船用發動機的振動參數、瞬時轉速以及熱力參數；分別對獲取的振動參數、瞬時轉速以及熱力參數進行處理，得到振動特征參數、瞬時轉速波動狀態以及熱力參數狀態；根據所述振動特征參數、瞬時轉速波動狀態以及熱力參數狀態評估所述船用發動機的健康狀態，并在所述船用發動機發生故障前進行早期預警。本發明結合多維數據正確有效的進行船用發動機的健康狀態在線監測評估。實現船用發動機的實時在線監測、故障早期預警、歷史數據累積挖掘和故障趨勢預測等功能，預防重大事故發生，提高船用發動機的可維護性和運行經濟性，為視情維修奠定技術基礎。

技術領域

本發明涉及船用發動機健康評估技術領域，特別涉及一種船用發動機健康狀態在線監測評估方法、設備、系統及存儲介質。

背景技術

柴油機具有熱效率高、經濟性好的特點，廣泛應用于船舶、工程機械和機車。隨著柴油機強載度的不斷提高，其發生故障的可能性增大，一旦發生故障，往往會造成整個動力系統的癱瘓，直接或間接造成的經濟損失巨大。柴油機作為船舶推進系統的“動力心臟”，其運行狀態的好壞不僅與燃油消耗率等性能息息相關，更直接影響到船舶的安全性和可靠性。據日本船級社不完全統計分析：目前船用發動機的故障率大約是每小時發生0.4×10^-3次，船用發動機一旦出現故障，將危及船員生命安全，并帶來巨大的經濟損失，所以對船用發動機進行狀態監測十分必要。

健康狀態評估的概念來源于柴油機監測與診斷。早期柴油機的維修方式基本上都是“事后維修”，即發生故障后再進行維修，這種維修方式往往會造成不必要的經濟損失；隨后開始推行“定期維修”，但定期維修又會產生“維修不足”與“維修過剩”間的矛盾；“狀態維修”是一種新的柴油機維修方式，其通過實時監測工作狀態，根據柴油機的技術狀態制定合理的維修計劃，提高了柴油機可靠性、安全性和有效性。但是目前的實時監測方法均無法正確有效的實現船用發動機健康狀態的在線評估。

因而現有技術還有待改進和提高。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種船用發動機健康狀態在線監測評估方法、設備、系統及存儲介質，可結合多維數據正確有效的進行船用發動機的健康狀態在線監測評估。

為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種船用發動機健康狀態在線監測評估方法，包括如下步驟：

獲取所述船用發動機的振動參數、瞬時轉速以及熱力參數；

分別對獲取的振動參數、瞬時轉速以及熱力參數進行處理，得到振動特征參數、瞬時轉速波動狀態以及熱力參數狀態；

根據所述振動特征參數、瞬時轉速波動狀態以及熱力參數狀態實時在線評估所述船用發動機的健康狀態，預測船用發動機的健康發展趨勢，并在所述船用發動機發生故障前進行早期預警。

優選的，所述的船用發動機健康狀態在線監測評估方法中，所述振動特征參數至少包括缸蓋振動功率譜密度特征參數、活塞環振動時域和頻域特征參數、增壓器轉子平衡性監測時域特征參數。

優選的，所述的船用發動機健康狀態在線監測評估方法中，所述分別對獲取的振動參數、瞬時轉速以及熱力參數進行處理，得到振動特征參數、瞬時轉速波動狀態以及熱力參數狀態的步驟包括：

采用層次分析法對所述熱力參數進行處理，以得到熱力參數狀態；

采用模糊C算法和支持向量機算法對所述振動參數、瞬時轉速進行分類處理，得到振動特征參數和瞬時轉速波動參數。

優選的，所述的船用發動機健康狀態在線監測評估方法中，所述故障信號包括嚴重故障信號、中度故障信號和輕微故障信號。

第二方面，本發明提供了一種船用發動機健康狀態在線監測評估設備，包括處理器和存儲器；