[發明專利]一種泵聲波監測系統和方法

在審

• 申請號: 202011323837.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112460040A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李衛東;王保民;楊豫森
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;G01H9/00;G01H11/08;G01H17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種泵聲波監測系統，其特征在于，包括聲波傳感器、聲波數據分析平臺及聲波監測系統平臺；

所述聲波傳感器安裝在被監測的泵上，用于實時采集泵聲波信號，并將采集到的泵的聲波信號傳輸至聲波數據分析平臺和聲波監測系統平臺，所述聲波傳感器外設置有局部隔音組件；

所述聲波數據分析平臺用于濾波、提取特征參數，并將濾波后的聲波信號和提取的特征參數發送至聲波檢測平臺；

所述聲波監測系統平臺用于根據泵的聲波信號和特征參數，分析泵的工作狀態，是否發生泄漏或內漏，或分析泵的聲波信號與泵轉速的對應關系。

2.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述聲波傳感器安裝在泵電機(1)、泵體(3)和泵基座(8)中的任意一個、兩個組合或者三個的組合的任意位置。

3.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述局部隔音組件包括隔音氈(11)、隔音棉(12)、隔音組件外殼(13)中任意一種或組合。

4.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述聲波傳感器為聽音器、拾音器、微小位移電信號聲音傳感器、表面聲波傳感器、動態壓力傳感器、聲波頻率傳感器、聲波聲壓傳感器、聲波聲強傳感器或聲波聲功率傳感器的任意一種或組合。

5.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述表面聲波傳感器具體為瑞利波傳感器、光纖傳感器、壓電陣列傳感器、切向水平板模傳感器、蘭姆波傳感器或樂甫波傳感器中的任意一種或組合。

6.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述聲波傳感器安裝在泵體(3)內部或泵體(3)外最靠近泵中心的位置。

7.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述聲波傳感器帶有ID編碼，所述ID編碼與所述聲波傳感器所在地理位置的地理信息編碼對應；所述聲波傳感器傳輸采集的聲波信號時同時附加有地理信息編碼信息以及對應泵的型號信息。

8.根據權利要求1所述的一種泵聲波監測系統，其特征在于，所述聲波傳感器配置有放大器。

9.一種基于權利要求1至8任意一項所述的泵聲波監測系統的泵聲波監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據管道類型和泵的類型，選擇聲波傳感器并安裝在被監測的泵上；

S2：對每個裝有聲波傳感器的泵設備進行地理信息編碼；

S3：通過信號傳輸線路及網絡，將聲波傳感器收集的聲波信號傳輸至聲波監控分析平臺，聲波監控分析平臺根據接收到的聲波信號進行分析；

S4：將聲波監控分析平臺的分析結果輸出至帶有地理信息數據的管線或管網的計算機仿真模型中，以管網仿真圖形式，可視化地顯示泵的聲波監控結果；

S5：聲波監控分析平臺根據聲波信號分析管網中泵否故障以及泵的運行狀態。

10.一種基于權利要求1至8任意一項所述的泵聲波監測系統的泵流量監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S11：根據泵的類型，選擇聲波傳感器并安裝在被監測的泵上；

S12：將泵及聲波傳感器安裝到流量標定實驗平臺上；

S13：調試泵、聲波傳感器及流量標定實驗平臺的數據采集系統，使之滿足標定要求；

S14：調試泵前壓力傳感器和標定實驗平臺的流量傳感器，使之滿足標定要求；

S15：在不同泵前壓力、不同調速泵轉速或揚程、不同調速泵流量條件下，收集聲波傳感器的聲波信號；所述聲波信號包括聲波頻率、聲波強度、聲波壓力和/或聲波功率；

S17：對上述數據進行關聯分析：將不同泵前壓力條件下的泵流量與泵的聲波信號進行關聯，獲得擬合曲線和擬合公式；

S18：用同型號的另外一臺泵，在同樣的實驗標定條件下，重復步驟S11～S17，對得到的擬合曲線和擬合公式進行校核實驗：若校核通過，則用擬合公式以及聲波信號計算泵流量；若校核不通過，則重復上述過程，直至校核通過。