[發明專利]一種離心泵運行狀態判定方法及判定系統

有效

• 申請號: 202011202850.1
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112302966B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張翮輝;常春平;游浩林;陳嘉宏
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;F04D1/00;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種離心泵運行狀態判定方法，其特征在于，分為以下步驟：

步驟1、離心泵出廠前，在試驗臺上進行各種運行狀態的模擬測試，每種運行狀態測試不少于10次，采集并獲得各種運行狀態下對應的驅動端軸承水平徑向振動加速度信號時間序列，另測試獲得離心泵額定流量正常運行狀態下的驅動端軸承水平徑向振動加速度信號時間序列；

步驟2、通過對驅動端軸承水平徑向振動加速度信號時間序列積分，獲得相應的水平徑向振動速度和水平徑向振動位移時間序列，提取不同運行狀態下驅動端軸承水平徑向振動加速度、速度和位移時間序列的特征，并組成試驗臺離心泵水平徑向振動特征序列；

步驟3、以試驗臺離心泵額定流量正常運行狀態下的水平徑向振動特征為基準，將各種運行狀態下的水平徑向振動特征除以額定流量正常運行狀態下的水平徑向振動特征，獲得試驗臺離心泵帶運行狀態標記的歸一化水平徑向振動特征序列集；

步驟4、通過決策樹方法對試驗臺離心泵帶運行狀態標記的歸一化水平徑向振動特征序列集進行有監督機器學習，獲得離心泵運行狀態分類器；

步驟5、將離心泵安裝至工作現場，調節離心泵為額定流量運行工況，并獲得工作現場離心泵額定流量正常運行狀態下的水平徑向振動特征；

步驟6、實時采集工作現場離心泵驅動端軸承水平徑向振動加速度信號，并通過積分方式獲得水平徑向振動速度和水平徑向振動位移時間序列；

步驟7、按照時間間隔ΔT，提取工作現場離心泵驅動端軸承水平徑向振動加速度、水平徑向振動速度和水平徑向振動位移時間序列的特征，獲取振動特征序列，并以工作現場離心泵額定流量正常運行狀態下的振動特征為基準，將獲取的振動特征除以工作現場離心泵額定流量正常運行狀態下的水平徑向振動特征，獲取工作現場的歸一化振動特征序列，其中，時間間隔ΔT處于1分鐘至30分鐘之間；

步驟8、利用步驟4獲得的離心泵運行狀態分類器，確定步驟7獲得的工作現場離心泵歸一化振動特征序列的分類結果并歸集輸出，即可得到工作現場離心泵的當前運行狀態。

2.權利要求1所述的離心泵運行狀態判定方法，其特征在于，步驟1所述的離心泵模擬測試過程的運行狀態，包括正常狀態、偏大流量狀態、偏小流量狀態、汽蝕狀態、葉輪質量不平衡狀態和主軸不對中狀態這六種狀態。

3.權利要求1所述的離心泵運行狀態判定方法，其特征在于，步驟2所述的水平徑向振動速度和水平徑向振動位移時間序列的獲得，先將驅動端軸承水平徑向振動加速度信號對時間進行積分獲得驅動端軸承水平徑向振動速度時間序列，再將驅動端軸承水平徑向振動速度對時間積分獲得驅動端軸承水平徑向振動位移時間序列。

4.權利要求1所述的離心泵運行狀態判定方法，其特征在于，步驟2和步驟7所述的驅動端軸承水平徑向振動加速度、速度和位移時間序列的特征提取，所述特征包括時域特征和頻域特征兩個方面，其中時域特征包括振動加速度最大絕對值、振動速度均方根值、振動位移峰峰值以及振動速度的峭度，頻域特征包括0.5倍、1倍和2倍主軸旋轉頻率對應的振動速度幅值以及葉片通過頻率對應的振動加速度幅值，其中，葉片通過頻率為主軸旋轉頻率與葉片數目之積。

5.權利要求1所述的離心泵運行狀態判定方法，其特征在于，步驟2和步驟7所述的離心泵水平徑向振動特征序列，為某個運行狀態下按照如下順序排列的序列：振動加速度最大絕對值，振動速度均方根值，振動位移峰峰值，振動速度的峭度，0.5倍主軸旋轉頻率對應的振動速度幅值，1倍主軸旋轉頻率對應的振動速度幅值，2倍主軸旋轉頻率對應的振動速度幅值，葉片通過頻率對應的振動加速度幅值。

6.權利要求1所述的離心泵運行狀態判定方法，其特征在于，步驟3所述的額定流量正常運行狀態，為離心泵通過流量為其額定流量且沒有汽蝕、葉輪質量不平衡或主軸不對中現象的運行狀態。