[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

本發明公開了一種泵聲波監測系統和方法，所述系統包括聲波傳感器、聲波信號傳輸線纜及網絡、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特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，分析出泵的工作狀態，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。通過相對便宜的聲波傳感器，實現實時的連續的泵的運行狀態在線監測，不但成本低，故障率低而且檢出率高。

技術領域

本發明屬于泵監控技術領域，具體涉及一種泵聲波監測系統和方法。

背景技術

泵廣泛應用于石化、醫藥、食品等行業的生產裝置中，在裝置中占有重要地位，是工廠生產物流的動力來源。在石油、石化、天然氣裝置中，離心泵的使用量占泵總量的70～80％，作為一種流體動力設備，泵的穩定安全運行關系著生產安全及效益，市場上也出現了越來越多的監測泵安全運行的相關技術。

隨著物聯網及傳感技術的發展，遠程在線監測技術在智能家居、汽車等行業得到了廣泛的應用，但在工業生產領域的水泵系統上的應用相對較少。隨著水泵系統節能業務的開展，特別是以合同能源管理節能收益分享模式操作的節能項目，由于項目周期長，需要對水泵系統的能耗、運行工況及水泵運行情況有實時、準確的了解。但目前的物聯網及傳感技術在水泵行業方面的應用，主要采用的是對泵轉速、泵前后壓力、溫度等信號的監測，目前出現的對水泵聲音的監測一般監測的是水泵的噪音水平。由于水泵在工作時不可避免地要產生壓力波動、流體不穩定等流動現象，例如渦流、回流、脫流、氣蝕，以及閥門的開關引起的水錘和轉動部件的不平衡、安裝缺陷引起的偏心轉動、軸承游隙不適當等。這些現象都會產生振動和噪聲，因此，過去聲音信號方面關注的主要是噪音監測。但水泵在低噪音水平下，還會隨著轉速的變化而產生聲波信號的變化，只進行水泵的噪音水平進行監測，不能對水泵的運行狀態進行更加全面的監測。

發明內容

本發明提供了一種泵聲波監測系統和方法，實現實時、連續的泵的運行狀態在線監測。

為達到上述目的，本發明所述一種泵聲波監測系統，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。