[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

本發明公開了一種離心泵運行狀態判定方法，包括以下步驟：模擬測試獲得各種運行狀態下振動加速度信號；獲得試驗臺離心泵水平徑向振動特征序列；獲得試驗臺離心泵歸一化水平徑向振動特征序列集；獲得運行狀態分類器；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；獲得工作現場離心泵振動加速度信號，以及水平徑向振動速度和位移時間序列；獲取工作現場的歸一化振動特征序列；利用離心泵運行狀態分類器，確定分類結果并輸出。本發明還公開了一種離心泵運行狀態判定系統，包括數據輸入模塊、采集模塊、存儲模塊、運算模塊和顯示模塊。本發明提供的離心泵運行狀態判定方法及判定系統，充分融合模擬測試結果和現場數據，客觀可靠，針對性強。

技術領域

本發明涉及離心泵領域，具體涉及一種離心泵運行狀態判定方法及判定系統。

背景技術

離心泵是一種型號眾多、應用廣泛、工作條件十分復雜的泵門類。離心泵的主要用途是為其所服務的管網系統末端提供所需的介質流量并保證輸送介質的壓力，故離心泵的安全、穩定、健康運行對管網系統至關重要。在此需求驅動下，人們大力發展離心泵的運行狀態監測和診斷系統，力求能夠盡可能地減少設備損壞帶來的損失并使得離心泵的維護保養成本最低化。而實現以上需求的根本前提在于實時在線地獲得離心泵的運行狀態，以便采取針對性的預防或維修措施。對此，市場上出現了大量離心泵運行狀態的監測和判斷產品，大量技術方案也被公開。

然而，由于管網系統的工況多變性和運行條件的復雜性，再加上不同型號離心泵之間較大的設計參數和工作性能的差異，當前公知的技術方案并不針對某款具體的離心泵量身定制其運行狀態的判定工具，而是依賴于通用性的標準規范，這在很大程度上制約著離心泵運行狀態判定技術，導致準確率不高，容易出現誤判和漏判，帶來不必要的人工成本并具有較高的應用風險。因此，需要針對現有公知技術方案的不足，充分重視各不同離心泵型號之間的個體差異，采用科學客觀的技術手段，發展新的離心泵運行狀態判定方法并設計相應的判定系統，作為現有離心泵運行狀態判定技術方案的有效補充與價值提升。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種科學客觀、成本可控、穩定可靠、針對性強且準確率高的離心泵運行狀態判定方法，并提供一種離心泵運行狀態判定系統。

本發明解決上述問題的技術方案是：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；