一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振的在線診斷方法
【專利摘要】一種新型軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷方法，屬于通風(fēng)機狀態(tài)監(jiān)測和診斷領(lǐng)域。目前存在的失速和喘振診斷和識別方法不能避免失速和喘振的發(fā)生。針對軸流式通風(fēng)機失速和喘振的診斷的重要性和復(fù)雜性，本發(fā)明選取了軸流式通風(fēng)機的軸向振動和主軸的轉(zhuǎn)速作為分析和處理的狀態(tài)信號，對失速和喘振十分敏感。利用相關(guān)積分法對振動信號和轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行分析和處理，剔除干擾，提取出信號特征，發(fā)現(xiàn)信號中失速和喘振的趨勢成分。在失速和喘振的診斷和識別方面使用支持向量機模型，將信號特征作為支持向量機的特征向量，訓(xùn)練建立支持向量機模型，實現(xiàn)軸流式通風(fēng)機失速和喘振的準(zhǔn)確、快速、可靠地在線診斷與識別。
【專利說明】一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振的在線診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振的在診斷方法，通過分析通風(fēng)機軸向振動與轉(zhuǎn)速來診斷軸流式通風(fēng)機的失速和喘振，特別是用于大型軸流式通風(fēng)機失速和喘振的在線診斷，屬于通風(fēng)機運行狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]軸流式通風(fēng)機因穩(wěn)定可靠、風(fēng)量大、效率高、噪聲小等優(yōu)點，廣泛用于能源、冶金、機械、化工、醫(yī)藥以及民用建筑場所的通風(fēng)和散熱。軸流式通風(fēng)機在生產(chǎn)生活中起著至關(guān)重要的作用。軸流式通風(fēng)機會出現(xiàn)失速或喘振等通風(fēng)異常情況，失速或喘振的初期會造成通風(fēng)效率低下、浪費能源和損壞通風(fēng)裝置，隨著失速或喘振的時間積累和惡化，會造成通風(fēng)裝置的嚴(yán)重?fù)p壞，甚至引起災(zāi)難性的后果。為了保證軸流式通風(fēng)機在生產(chǎn)生活中的安全，一定要避免通風(fēng)機發(fā)生失速和喘振。
[0003]由于軸流式通風(fēng)機具有“駝峰”型的特性曲線，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)阻大于臨界值時，通風(fēng)機的阻力曲線和特性曲線就會相交在通風(fēng)機的不穩(wěn)定區(qū)，將會發(fā)生失速和喘振。通風(fēng)機發(fā)生失速和喘振時，會出現(xiàn)通風(fēng)的流量、壓力、轉(zhuǎn)速以及電機的電流會產(chǎn)生很大的波動，同時會出現(xiàn)很大的噪聲，通風(fēng)機振動的幅值也會有增大。為了避免通風(fēng)機失速和喘振的發(fā)生，一定要在通風(fēng)機通風(fēng)狀態(tài)惡化前，診斷和識別出通風(fēng)機的通風(fēng)異常，才能避免失速和喘振帶來的危害和損失。通過監(jiān)測和分析通風(fēng)機的狀態(tài)和通風(fēng)的狀態(tài)，可以及時發(fā)現(xiàn)通風(fēng)狀態(tài)的異常。通風(fēng)機的狀態(tài)信號可以反映通風(fēng)機及通風(fēng)的狀態(tài)，由于通風(fēng)機工作的環(huán)境惡劣，有很強的背景噪聲，需要選擇一個合適的狀態(tài)信號和狀態(tài)信號的處理方法，才能及時準(zhǔn)確的診斷和識別出通風(fēng)機的失速和喘振的發(fā)生，避免通風(fēng)機失速和喘振。目前已有的失速和喘振的診斷和識別方法不能在失速和喘振發(fā)生前診斷出失速和喘振。通風(fēng)機失速和喘振發(fā)生的越早、越及時，造成的危害和損失越小。因此，研究出一種準(zhǔn)確、及時的軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷和識別方法具有重要的社會意義和經(jīng)濟意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對目前的軸流式通風(fēng)機失速和喘振的診斷和識別方法僅能在通風(fēng)機進(jìn)入失速或喘振狀態(tài)后才能診斷和識別出失速或喘振的發(fā)生，不能在進(jìn)入失速或喘振前診斷或識別出通風(fēng)狀態(tài)的異常的不足，研發(fā)出一種新型軸流式通風(fēng)機失速和喘振的診斷方法，該方法用于軸流式通風(fēng)機失速和喘振的診斷和識別。在軸流式通風(fēng)機的軸向安裝振動傳感器，安裝編碼器測量通風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化，通過分析處理通風(fēng)機軸向的振動和轉(zhuǎn)速的變化，在通風(fēng)機進(jìn)入失速或喘振狀態(tài)前診斷和識別出通風(fēng)機的失速或喘振。
[0005]一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷方法，基于的硬件平臺為振動傳感器、編碼器、信號采集卡、微處理器，失速和喘振報警裝置；
[0006]包括以下步驟:
[0007]S1:將振動傳感器安裝在軸流式通風(fēng)機上，且振動傳感器平行于通風(fēng)機的主軸，在軸流式通風(fēng)機的軸上安裝編碼器，設(shè)置采樣頻率為f，IOOHz ^ f ^ 12kHz，軸流式通風(fēng)機啟動并運行平穩(wěn)后，采集振動信號和速度脈沖信號，經(jīng)過采集卡將信號傳輸?shù)轿⑻幚砥髦校?br> [0008]S2:對振動信號和速度脈沖信號進(jìn)行分段和截取，記振動信號為X(i)，i為振動信號的序號，i=l、2,..., N, N為振動信號每段點數(shù)；記速度脈沖信號為T (j), j為速度脈沖信號的序號，j=l, 2，…，M，M為脈沖信號每段點數(shù)；
[0009]S3:計算振動信號X(i)的相關(guān)積分值I(N，R)，
【權(quán)利要求】
1.一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷方法，基于的硬件平臺為振動傳感器、編碼器、信號采集卡、微處理器，失速和喘振報警裝置； 其特征在于，包括以下步驟: S1:將振動傳感器安裝在軸流式通風(fēng)機上，且振動傳感器平行于通風(fēng)機的主軸，在軸流式通風(fēng)機的軸上安裝編碼器，設(shè)置采樣頻率為f，100Hz ^ f ^ 12kHz，軸流式通風(fēng)機啟動并運行平穩(wěn)后，采集振動信號和速度脈沖信號，經(jīng)過采集卡將信號傳輸?shù)轿⑻幚砥髦校? S2:對振動信號和速度脈沖信號進(jìn)行分段和截取，記振動信號為X(i)，i為振動信號的序號，i=l、2，…，N，N為振動信號每段點數(shù)；記速度脈沖信號為T (j)，j為速度脈沖信號的序號，j=l，2，…，M，M為脈沖信號每段點數(shù)；S3:計算振動信號X(i)的相關(guān)積分值
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷方法，其特征在于:振動信號X(i)的參考距離R為振動信號的平均值或均方差或峭度或峰值；速度脈沖信號T (j)的參考距離P為速度脈沖信號的平均值或均方差或峭度或峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷方法，其特征在于:將振動信號的相關(guān)積分值1(N，R)和速度脈沖信號的相關(guān)積分值1(M，P)存儲在數(shù)據(jù)庫中，以供查詢歷史數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸流式通風(fēng)機失速和喘振診斷方法，其特征在于:采集的振動信號是振動信號的幅值。
【文檔編號】F04D27/00GK103821749SQ201410078441
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】付勝, 徐斌 申請人:北京工業(yè)大學(xué)