[發明專利]基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法和系統

有效

• 申請號: 202111162477.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113933035B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 曹光明;趙振興;代路;李少丹;勞星勝;馬燦;宋蘋;戴春輝;柳勇;楊小虎;陳列;廖夢然;呂偉劍;徐廣展;何濤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G06F17/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王宇楊

本發明涉及故障診斷技術領域，提供一種基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法和系統。方法包括：獲取運行工況下的旋轉機械裝備的運行振動功率譜；所述運行振動功率譜是通過將設定時段內，所述旋轉機械裝備的振動信號在振動頻率域上變換得到的；基于所述運行振動功率譜和故障功率譜，計算得到相關系數；所述故障功率譜是設定故障下，所述旋轉機械裝備的故障振動功率譜；根據所述相關系數，得出所述設定故障的診斷結論。本發明一方面簡化了故障診斷的運算復雜度，提升了故障診斷的效率；另一方面能夠更有針對性的獲取準確的故障類型，為特殊環境下的故障快速定位提供了有效的支持。

技術領域

本發明涉及故障診斷技術領域，尤其涉及一種基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法和系統。

背景技術

伴隨著智能化的發展需求，現代大型機械設備一般都在重要旋轉裝備(例如，船舶設備中的汽輪機、發電機、推進電機等)布置多個振動傳感器，分別沿不同方向對旋轉機械裝備進行全面的振動監測，并對監測數據進行分析，當旋轉機械裝備出現異常時，發出報警信號經人工確認后關停裝備，并通知檢修人員及時到達現場。

上述傳統振動采集與分析系統有效保障了設備的安全運行，提供了異常報警的運維保障。然而故障的定位仍需檢修人員根據實際情況進行拆卸檢驗。

受限于設備空間和拆卸條件，現有技術存在著故障定位困難、維修方案制定效率低，維修時間長等問題，進而影響設備運行的安全性與經濟性。

因此，如何提供一種能夠快速定位和高效檢修的旋轉機械設備故障診斷方法成為了業內亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法和系統，用以解決現有技術中故障定位困難、維修方案制定效率低，維修時間長的缺陷，實現能夠快速定位和高效檢修的旋轉機械設備故障診斷。

本發明提供一種基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法，包括：

獲取運行工況下的旋轉機械裝備的運行振動功率譜；所述運行振動功率譜是通過將設定時段內，所述旋轉機械裝備的振動信號在振動頻率域上變換得到的；

基于所述運行振動功率譜和故障功率譜，計算得到相關系數；所述故障功率譜是設定故障下，所述旋轉機械裝備的故障振動功率譜；

根據所述相關系數，得出所述設定故障的診斷結論。

根據本發明提供的一種基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法，所述運行振動功率譜包括表示所述旋轉機械裝備軸向振動功率的第一分量Y₁和至少一個表示所述旋轉機械裝備徑向振動功率的第二分量Y₂；所述故障功率譜包括表示設定故障下，所述旋轉機械裝備軸向振動功率的故障軸向分量X′₁和至少一個表示所述旋轉機械裝備徑向振動功率的故障徑向分量X′₂；

所述第二分量與所述故障徑向分量一一對應。

根據本發明提供的一種基于相關性分析的旋轉機械裝備故障診斷方法，所述相關系數包括第一分量相關系數η₁和第二分量相關系數η₂；

所述第一分量相關系數η₁滿足：

所述第二分量相關系數η₁滿足：

式中，p為所述運行振動功率譜和故障功率譜中頻率的取值數量；i為所述運行振動功率譜和故障功率譜中頻率的序號，且i∈[1，p]；