[發明專利]基于振動信號譜線特征的冶金回轉設備轉速確定方法

在審

• 申請號: 202211319764.8
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115541916A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 劉晗
• 申請（專利權）人: 寶武裝備智能科技有限公司
• 主分類號: G01P3/02
• 分類號: G01P3/02;G01M13/045
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

1.一種基于振動信號譜線特征的冶金回轉設備轉速確定方法，其特征在于本方法包括如下步驟：

步驟一、在回轉設備軸承座上采集振動信號，設振動信號為x(n),其中采樣頻率為f_s，數據長度為N,則頻率分辨率△f＝f_s/N；

步驟二、對振動信號x(n)進行數據清洗，消除振動信號中的低頻干擾成分；

步驟三、對清洗后的振動信號x(n)計算頻譜Fre_i，其中i＝1,2,3,...,N；

步驟四、根據冶金設備的振動特性，振動信號諧波的存在范圍在0Hz～110Hz之間，計算0Hz～110Hz的頻譜能量均值E，

其中，k＝110/△f；

步驟五、根據頻譜能量均值E，判斷在5Hz～110Hz頻譜中的峰值，每次在頻譜序列中順序取出5個點，構成分析片段L＝{Fre_i-2,Fre_i-1,Fre_i,Fre_i+1,Fre_i+2}，其中i＝3,4,5,...,k-2；滿足條件max(L)(max(L)-min(L))αE的所有頻譜幅值構成幅值峰值集合A，集合A對應的頻率構成峰值頻率集合F，其中α為降噪參數，一般取0.5；

步驟六、冶金設備的轉頻范圍在5Hz～50Hz之間，在峰值頻率集合F中搜索該頻率范圍內具有諧波分量的頻率F_j；

若頻率F_j存在二倍頻，比較F_j對應幅值A_j與其二倍頻幅值A_2j的大小，若A_jA_2j，則還需滿足A_j0.2A_2j，滿足上述條件，該頻率F_j具有諧波分量；

若頻率F_j無二倍頻，還需判斷其三倍頻是否存在，判斷方式與判斷二倍頻相同；

將所有具有諧波分量的F_j和相應的幅值A_j組成轉頻待選集合R；

步驟七、對轉頻待選集合R進行升序排序，尋找幅值最大對應的頻率R_max，判斷R中小于R_max的頻率值R_l與R_max是否具有倍數關系；

若沒有倍數關系，則R_max即為回轉設備的轉頻；

若有倍數關系，則尋找所有存在倍數關系頻率中的最小值R_m為轉頻；

步驟八、若不存在轉頻待選集合R，則在峰值頻率集合F中尋找幅值最大處的對應頻率作為轉頻。

2.根據權利要求1所述的基于振動信號譜線特征的冶金回轉設備轉速確定方法，其特征在于：所述振動信號x(n)數據清洗包括如下步驟：

S1、將振動信號x(n)均分為m段，計算每段振動信號的方差形成方差序列V＝{V₁,V₂,V₃,...,V_m}，m取8或者16；

S2、取方差序列的中位數為V_z，設干擾數據的判斷閾值為2V_z；

S3、每一段振動信號數據的方差與2V_z進行比較，超過該閾值即判斷該段數據為干擾數據，將干擾數據段置為零，其他數據段不變。