專利名稱：智能型離心泵汽蝕故障檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，是一種智能型離心泵汽蝕故障檢測裝置。
背景技術(shù)：
離心泵是應(yīng)用非常廣泛的通用機(jī)械，而且泵正朝著重載化、高速化、輕型化的方向 發(fā)展。這使得泵的工作強(qiáng)度不斷提高，工作條件也越來越嚴(yán)酷，泵各類故障的發(fā)生率不斷增 長。由泵故障所引起的事故往往是災(zāi)難性的，會(huì)造成巨大的損失。因此，保證其安全可靠的 運(yùn)行顯得尤為重要。影響離心泵機(jī)組工作安全可靠性的因素很多，汽蝕是其中的重要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，檢測快速準(zhǔn)確，費(fèi)用低的智能型 離心泵汽蝕故障檢測裝置。解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種智能型離心泵汽蝕故障檢測儀，其特殊之 處在于它包括信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和顯示控制系統(tǒng)順序連接，信號(hào)采 集系統(tǒng)為設(shè)置在離心泵入口處取壓口的壓力變送器；信號(hào)處理系統(tǒng)包括單片機(jī)U1、鎖存器 U2、程序存儲(chǔ)器U3、譯碼器TO、模數(shù)轉(zhuǎn)換器U6、D觸發(fā)器U7、非門U8A、或非門U9A和U9B相 連接；檢測系統(tǒng)包括小波多尺度統(tǒng)計(jì)特征量的分析，對來自信號(hào)處理系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行特征 提取，并將提取的特征參數(shù)用支持向量機(jī)分類識(shí)別，區(qū)分出離心泵在運(yùn)行時(shí)的不同汽蝕狀 態(tài)階段正常運(yùn)行階段、初生汽蝕階段、輕微汽蝕階段和嚴(yán)重汽蝕階段，將最終檢測結(jié)果送 入顯示控制系統(tǒng)進(jìn)行在線顯示；顯示控制系統(tǒng)包括液晶顯示模塊、揚(yáng)聲器LS及波動(dòng)開關(guān) S3-S6。本實(shí)用新型的離心泵汽蝕故障檢測儀具有結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，檢測快速準(zhǔn)確，費(fèi) 用低，能夠完全滿足離心泵汽蝕故障診斷要求等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為離心泵汽蝕故障檢測儀結(jié)構(gòu)方框圖。圖2為信號(hào)處理系統(tǒng)和顯示控制系統(tǒng)電路原理圖。圖中1離心泵，2信號(hào)采集系統(tǒng)，3信號(hào)處理系統(tǒng)，4檢測系統(tǒng)，5顯示控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面利用附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的智能型離心泵汽蝕檢測儀作詳細(xì)說明參照圖1，本發(fā)明的智能型離心泵汽蝕檢測儀包括設(shè)置在離心泵1入口處取壓口 的壓力變送器構(gòu)成的信號(hào)采集系統(tǒng)2與信號(hào)處理系統(tǒng)3連接，信號(hào)處理系統(tǒng)3與檢測系統(tǒng)4 連接，檢測系統(tǒng)4與顯示控制系統(tǒng)5連接。信號(hào)采集系統(tǒng)2準(zhǔn)確的采集離心泵1入口壓力 脈動(dòng)信號(hào)是故障診斷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了得到準(zhǔn)確的壓力脈動(dòng)波形，減小波形失真造成的檢測誤差，離心泵1入口處的取壓口必須足夠??；而且由于低頻脈動(dòng)僅在管軸向發(fā)生變化，所 以取壓口選擇在離心泵1入口的靜壓測量位置，這樣可得到入口壓力變化的瞬時(shí)值，采用 環(huán)室取壓方式。信號(hào)采集系統(tǒng)2的壓力變送器要采取平膜封裝的形式，即應(yīng)變膜片與測壓 點(diǎn)周圍的邊壁處于平齊狀態(tài)，這樣才能較精確地測出測壓點(diǎn)的壓力還能減小遲滯所造成的 波形失真；此外還要保證壓力變送器有一定范圍的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，以滿足動(dòng)態(tài)測量的要求?？紤] 到實(shí)際情況，將取壓口安裝在距離心泵1入口很近的管段上，壓力變送器可以通過螺紋與 取壓口直接連接。參照圖1和2，本發(fā)明的汽蝕故障檢測儀的信號(hào)處理系統(tǒng)3包括AT89C51單片機(jī) Ul、鎖存器U2、程序存儲(chǔ)器U3、譯碼器U5、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器U6、D觸發(fā)器U7、非門U8A、 或非門U9A和U9B。模數(shù)轉(zhuǎn)換器TO采用逐次逼近式ADC0809，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us，8路模擬 通道選擇開關(guān)IN0-IN7實(shí)現(xiàn)從離心泵取壓口連接的壓力變送器0 5V輸出模擬量中選擇 一路送給內(nèi)部比較器進(jìn)行比較，鎖存器U2與譯碼器U5用于ALE信號(hào)有效時(shí)鎖存從ADDA、 ADDB、ADDC3根地址線上送來的3位地址，譯碼后產(chǎn)生通道選擇信號(hào)，從8路模擬通道中選 擇當(dāng)前模擬通道，當(dāng)START信號(hào)有效時(shí)，就開始對輸出的當(dāng)前通道的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換 完后，把轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量通過程序存儲(chǔ)器U3送到鎖存器U2，同時(shí)通過EOC引腳送出轉(zhuǎn)換 結(jié)束信號(hào)，鎖存器U2保存當(dāng)前模擬通道轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量，當(dāng)OE信號(hào)有效時(shí)，把轉(zhuǎn)換結(jié)果 通過DO D7送出。單片機(jī)Ul將數(shù)據(jù)讀入，通過事先編好并寫入程序存儲(chǔ)器U3的特征提 取與分類識(shí)別的算法程序。檢測系統(tǒng)4包括小波多尺度統(tǒng)計(jì)特征量的分析，對來自信號(hào)處 理系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行特征提取，并將提取的特征參數(shù)用支持向量機(jī)分類識(shí)別，區(qū)分出離心泵1 在運(yùn)行時(shí)的不同汽蝕狀態(tài)正常運(yùn)行階段、初生汽蝕階段、輕微汽蝕階段和嚴(yán)重汽蝕階段， 將最終檢測結(jié)果送給顯示控制系統(tǒng)5，顯示控制系統(tǒng)5包括液晶顯示模塊、揚(yáng)聲器LS及波動(dòng) 開關(guān)S3-S6，通過置位Pl. 0 口使揚(yáng)聲器LS報(bào)警，并通過數(shù)據(jù)總線送至液晶顯示器U4進(jìn)行 在線顯示。液晶顯示器U4采用由兩塊SED1520驅(qū)動(dòng)的液晶顯示模塊，它具有16個(gè)行驅(qū)動(dòng) 口和61個(gè)列驅(qū)動(dòng)口，能與8位單片機(jī)Ul直接相連，可以顯示7*2漢字塊或者15*4字符塊。 足夠容下全部顯示信息。開關(guān)S3 S6實(shí)現(xiàn)多個(gè)壓力變送器間的切換、顯示漢字與字符的 轉(zhuǎn)換控制等操作。整個(gè)系統(tǒng)的電源由接線端子Pl提供，Vcc為+5V電壓。本發(fā)明所涉及的全部器件均為市售商品，其中單片機(jī)、A/D及其液晶顯示模塊可 根據(jù)實(shí)際工況需要更換品位更高的微處理器或芯片，但檢測原理及其功能結(jié)構(gòu)不改變。壓 力變送器的測量范圍為-0. IMpa +0. IMPa，準(zhǔn)確度為0. 25%，重復(fù)性為1%，頻率響應(yīng)為 1000Hz。離心泵1的信號(hào)采集系統(tǒng)2由多個(gè)壓力變送器組成，本具體實(shí)施方式
離心泵1的 信號(hào)采集系統(tǒng)2由8個(gè)壓力變送器組成，一臺(tái)離心泵1上安裝一個(gè)壓力變送器，即本發(fā)明能 夠同時(shí)對多個(gè)離心泵1進(jìn)行汽蝕檢測。參照圖1和2，檢測系統(tǒng)4包括以下具體內(nèi)容①原始信號(hào)的小波多尺度統(tǒng)計(jì)量特征提取小波變換以一種非常簡潔的形式保留連續(xù)小波變換的主要特征，而且這一過程不 會(huì)丟失任何信息。為了實(shí)現(xiàn)小波快速算法，Mallat提出了一種基于正交鏡像濾波器的塔式 算法，這種算法能夠分別通過線性濾波和矩陣運(yùn)算的角度進(jìn)行描述。設(shè)時(shí)間序Xt長度為N =其中下標(biāo)t為時(shí)間序列的標(biāo)號(hào)，J為任一正整數(shù)。塔式算法的第一步就是對{X = Xi t = 0，1，. . . N-1}進(jìn)行正交分解，將其變?yōu)閮蓚€(gè)長度為N/2的新序列(W1 = Wu :t = 0，
權(quán)利要求
一種智能型離心泵汽蝕故障檢測儀，其特征是它包括信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和顯示控制系統(tǒng)順序連接，信號(hào)采集系統(tǒng)為設(shè)置在離心泵入口處取壓口的壓力變送器；信號(hào)處理系統(tǒng)包括單片機(jī)U1、鎖存器U2、程序存儲(chǔ)器U3、譯碼器U5、模數(shù)轉(zhuǎn)換器U6、D觸發(fā)器U7、非門U8A、或非門U9A和U9B相連接；檢測系統(tǒng)包括小波多尺度統(tǒng)計(jì)特征量的分析，對來自信號(hào)處理系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行特征提取，并將提取的特征參數(shù)用支持向量機(jī)分類識(shí)別，區(qū)分出離心泵在運(yùn)行時(shí)的不同汽蝕狀態(tài)階段正常運(yùn)行階段、初生汽蝕階段、輕微汽蝕階段和嚴(yán)重汽蝕階段，將最終檢測結(jié)果送入顯示控制系統(tǒng)進(jìn)行在線顯示；顯示控制系統(tǒng)包括液晶顯示模塊、揚(yáng)聲器LS及波動(dòng)開關(guān)S3 S6。
全文摘要
一種智能型離心泵汽蝕故障檢測儀，其特點(diǎn)是它包括信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和顯示控制系統(tǒng)，信號(hào)采集系統(tǒng)為置在離心泵入口處的壓力變送器；信號(hào)處理系統(tǒng)包括單片機(jī)、鎖存器、程序存儲(chǔ)器、譯碼器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、D觸發(fā)器、非門、或非門；檢測系統(tǒng)包括小波多尺度統(tǒng)計(jì)特征量的分析，對信號(hào)進(jìn)行特征提取，并將提取的特征參數(shù)用支持向量機(jī)分類識(shí)別，區(qū)分出離心泵在運(yùn)行時(shí)正常運(yùn)行階段、初生汽蝕階段、輕微汽蝕階段和嚴(yán)重汽蝕階段的不同汽蝕狀態(tài)，將最終檢測結(jié)果送入顯示控制系統(tǒng)；顯示控制系統(tǒng)包括液晶顯示模塊、揚(yáng)聲器LS及波動(dòng)開關(guān)S3-S6。具有結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，檢測快速準(zhǔn)確，費(fèi)用低，能夠完全滿足離心泵汽蝕故障診斷要求等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04B51/00GK101949382SQ201010280448
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者周云龍, 孫斌, 梁超, 洪文鵬, 高云鵬 申請人:東北電力大學(xué)