[發明專利]一種水泵水錘故障診斷方法

有效

• 申請號: 202110374195.6
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113123956B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王宏超;韓捷;胡鑫;陳磊;李永耀
• 申請（專利權）人: 鄭州恩普特科技股份有限公司
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00;G06F30/20
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發明屬于水泵水錘故障技術領域，具體涉及一種水泵水錘故障診斷方法。首先獲取水泵測試工況下的時域振動信號，根據測試工況下的時域振動信號確定工頻值，并構建正弦參考信號；然后將測試工況下的時域振動信號和構建的正弦參考信號輸入至變分模式提取計算模型中，得到工頻成分信號；接著將測試工況下的時域振動信號減去工頻成分信號，得到目標信號；最后提取目標信號的水錘故障特征，并與水泵正常工況下的水錘故障特征進行比較，根據比較結果判斷水泵是否發生水錘故障和/或水泵水錘故障的嚴重程度。本發明能夠有效濾除工頻成分信號及其諧頻成分，從而準確提取水錘故障特征成分，有效診斷出定頻及變頻工況下水泵發生的微弱水錘故障。

技術領域

本發明屬于水泵水錘故障技術領域，具體涉及一種水泵水錘故障診斷方法。

背景技術

目前，水泵在起動和停止時，水流會沖擊管道，產生一種嚴重水擊，水流對水泵產生一個壓力。由于管道光滑，后續水流在慣性的作用下，水力迅速達到最大，并產生破壞作用，這就是水力學當中的“水錘效應”。水泵發生水錘故障時常會給水泵帶來災難性的后果，可以破壞水泵，甚至引起水泵反轉。

在水錘故障智能診斷時，由于水泵工頻及其諧頻成分等干擾信號的影響，往往會造成不平衡故障結論的誤判結果。水泵在變頻情況下，常規濾波方法難以濾除工頻及其諧頻成分，而且還有可能濾掉水錘故障特征成分，那么便造成水泵水錘故障診斷不準確。

發明內容

本發明提供了一種水泵水錘故障診斷方法，用以解決現有技術中的水泵水錘故障診斷不準確的問題。

為解決上述技術問題，本發明所包括的技術方案以及技術方案對應的有益效果如下：

本發明提供了一種水泵水錘故障診斷方法，包括如下步驟：

1)獲取水泵測試工況下的時域振動信號，根據測試工況下的時域振動信號確定工頻值；

2)根據確定的工頻值，構建正弦參考信號；

3)將測試工況下的時域振動信號和構建的正弦參考信號輸入至變分模式提取計算模型中，得到工頻成分信號；

4)將測試工況下的時域振動信號減去工頻成分信號，得到目標信號；

5)提取目標信號的水錘故障特征，并與水泵正常工況下的水錘故障特征進行比較，根據比較結果判斷水泵是否發生水錘故障和/或水泵水錘故障的嚴重程度。

上述技術方案的有益效果為：本發明首先基于工頻值構建正弦參考信號，將測試工況下的時域振動信號和構建的正弦參考信號共同輸入至變分模式計算模型中，以得到工頻成分信號，然后將測試工況下的時域振動信號中工頻成分信號濾除，得到較為純凈的水錘成分信號，對該水錘成分信號進行水錘故障特征提取，并與正常工況下的水錘故障特征進行比較，便可有效判斷水泵是否發生水錘故障以及發生水錘故障的嚴重程度。該方法能夠有效濾除工頻成分信號及其諧頻成分，從而準確提取水錘故障特征成分，有效診斷出定頻及變頻工況下水泵發生的微弱水錘故障，避免嚴重水泵嚴重水錘故障的發生。

進一步的，為了準確得到工頻值以得到準確的工頻成分信號，步驟1)中，采用如下手段以根據測試工況下的時域振動信號確定工頻值：將測試工況下的時域振動信號進行傅里葉變換，得到測試工況下的頻域振動信號；將測試工況下的頻域振動信號中最大幅值處的頻率值作為工頻值。

進一步的，步驟2)中，構建的正弦參考信號具有如下特征：正弦參考信號的頻率為所述工頻值，正弦參考信號的幅值為所述測試工況下的頻域振動信號中最大幅值的一半，正弦參考信號的相位為0。

進一步的，所述工頻成分信號為：