一種軸流式通風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機失速和喘振診斷方法，屬于通風機狀態(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。針對軸流式通風機失速和喘振的診斷的重要性和復雜性，本發(fā)明選取了軸流式通風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，訓練建立支持向量機模型，實現(xiàn)軸流式通風機失速和喘振的準確、快速、可靠地在線診斷與識別。
【專利說明】一種軸流式通風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機失速和喘振的在診斷方法，通過分析通風機軸向振動與轉(zhuǎn)速來診斷軸流式通風機的失速和喘振，特別是用于大型軸流式通風機失速和喘振的在線診斷，屬于通風機運行狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]軸流式通風機因穩(wěn)定可靠、風量大、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和散熱。軸流式通風機在生產(chǎn)生活中起著至關(guān)重要的作用。軸流式通風機會出現(xiàn)失速或喘振等通風異常情況，失速或喘振的初期會造成通風效率低下、浪費能源和損壞通風裝置，隨著失速或喘振的時間積累和惡化，會造成通風裝置的嚴重損壞，甚至引起災難性的后果。為了保證軸流式通風機在生產(chǎn)生活中的安全，一定要避免通風機發(fā)生失速和喘振。
[0003]由于軸流式通風機具有“駝峰”型的特性曲線，當通風系統(tǒng)的風阻大于臨界值時，通風機的阻力曲線和特性曲線就會相交在通風機的不穩(wěn)定區(qū)，將會發(fā)生失速和喘振。通風機發(fā)生失速和喘振時，會出現(xiàn)通風的流量、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，通風機振動的幅值也會有增大。為了避免通風機失速和喘振的發(fā)生，一定要在通風機通風狀態(tài)惡化前，診斷和識別出通風機的通風異常，才能避免失速和喘振帶來的危害和損失。通過監(jiān)測和分析通風機的狀態(tài)和通風的狀態(tài)，可以及時發(fā)現(xiàn)通風狀態(tài)的異常。通風機的狀態(tài)信號可以反映通風機及通風的狀態(tài)，由于通風機工作的環(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，才能及時準確的診斷和識別出通風機的失速和喘振的發(fā)生，避免通風機失速和喘振。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，研究出一種準確、及時的軸流式通風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機失速和喘振的診斷和識別方法僅能在通風機進入失速或喘振狀態(tài)后才能診斷和識別出失速或喘振的發(fā)生，不能在進入失速或喘振前診斷或識別出通風狀態(tài)的異常的不足，研發(fā)出一種新型軸流式通風機失速和喘振的診斷方法，該方法用于軸流式通風機失速和喘振的診斷和識別。在軸流式通風機的軸向安裝振動傳感器，安裝編碼器測量通風機轉(zhuǎn)速的變化，通過分析處理通風機軸向的振動和轉(zhuǎn)速的變化，在通風機進入失速或喘振狀態(tài)前診斷和識別出通風機的失速或喘振。
[0005]一種軸流式通風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機上，且振動傳感器平行于通風機的主軸，在軸流式通風機的軸上安裝編碼器，設置采樣頻率為f，IOOHz ^ f ^ 12kHz，軸流式通風機啟動并運行平穩(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機上，且振動傳感器平行于通風機的主軸，在軸流式通風機的軸上安裝編碼器，設置采樣頻率為f，100Hz ^ f ^ 12kHz，軸流式通風機啟動并運行平穩(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