[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測方法、裝置、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112097896A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧國梁;葉新來;閆鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M99/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本公開涉及一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測方法、裝置、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，包括以下步驟，采集旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動信號，得到原始信號并進(jìn)行分段；計算各分段信號的時域特征并判斷其相關(guān)程度，拋棄敏感性差的時域特征，保留敏感程度高的時域特征；將敏感程度高的時域特征用圖論的方法進(jìn)行融合，將同一分段所提取的不同時域特征作為圖的節(jié)點，完成圖建模，利用中值圖來描述正常的機(jī)器狀態(tài)，以模擬動態(tài)及其行為；通過相鄰圖模型邊緣權(quán)重值差異度度量得到異常得分，使用基于3σ準(zhǔn)則的假設(shè)檢驗，得到異常得分的最終檢測結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測方法、裝置、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

旋轉(zhuǎn)機(jī)械在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，旋轉(zhuǎn)機(jī)械運行速度穩(wěn)定與否對機(jī)械設(shè)備的正常運行具有重要意義。轉(zhuǎn)速的異常波動會使設(shè)備產(chǎn)生異常的振動和應(yīng)力，進(jìn)而發(fā)展成為故障，造成設(shè)備損壞，甚至發(fā)生災(zāi)難性事故。因此，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運行速度監(jiān)測對于機(jī)械設(shè)備運行狀態(tài)和健康狀況以及降低故障率、保證可靠性具有重要意義。

發(fā)明人了解到，速度變化監(jiān)測的實質(zhì)是特征提取與狀態(tài)識別。目前，大多數(shù)智能診斷方法采用頻域或時頻域特征并進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的方法。雖然判斷精度有很大提升，但也大大增加了算法的復(fù)雜程度，實時性無法保證。

時域特征分析作為一種經(jīng)典的信號處理方法，以其簡單、實用及實時性強(qiáng)的特點，一直作為狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的簡單且有效的方法在使用。信號的時域統(tǒng)計分析作為最早使用且最為簡潔實用的方法，更為廣大工程技術(shù)人員所掌握并使用。

但考慮到真實的工業(yè)情況，以振動信號為例，包括背景噪聲或其他干擾等，所實際收集的信號是非常復(fù)雜的。這將導(dǎo)致時域統(tǒng)計中的非平穩(wěn)性和不確定性，直接應(yīng)用時域統(tǒng)計特征準(zhǔn)確率低，容易產(chǎn)生誤判，極大地限制了它在速度變化檢測方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容：

本公開提出了一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測方法、裝置、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，將監(jiān)測得到的振動信號進(jìn)行分析處理，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度變化檢測，此方法包含以下三個步驟：時域特征提取，圖建模，異常決策。

為實現(xiàn)上述目的，本公開采用下述技術(shù)方案：本公開的第一方面提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測方法，包括以下步驟：

步驟1，采集旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動信號，得到原始信號并進(jìn)行分段；

步驟2，計算各分段信號的時域特征并判斷其相關(guān)程度，拋棄敏感性差的時域特征，保留敏感程度高的時域特征；

步驟3，將敏感程度高的時域特征用圖論的方法進(jìn)行融合，將同一分段所提取的不同時域特征作為圖的節(jié)點，完成圖建模，利用中值圖來描述正常的機(jī)器狀態(tài)，以模擬動態(tài)及其行為；

步驟4，通過相鄰圖模型邊緣權(quán)重值差異度度量得到異常得分，使用基于3σ準(zhǔn)則的假設(shè)檢驗，得到異常得分的最終檢測結(jié)果。

本公開的第二方面提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測裝置，包括：

采集模塊，用于采集旋轉(zhuǎn)機(jī)械的原始振動信號并進(jìn)行分段；

提取模塊，用于提取每一段分信號中敏感性高的時域特征；

圖建模模塊，用于將同一分段信號中的不同時域特征兩兩連接，以完成圖建模；

異常決策模塊，用于將相鄰圖模型邊緣權(quán)重值差異度度量并得到異常得分，使用基于3σ準(zhǔn)則的假設(shè)檢驗，得到異常得分的最終檢測結(jié)果。

本公開的第三方面提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

傳感器，用于采集旋轉(zhuǎn)機(jī)械的原始振動信號；

存儲器，用于接收并儲存原始振動信號；

處理器，用于執(zhí)行所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械速度監(jiān)測方法。