一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法
【专利摘要】一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法，属于通风机状态监测与故障诊断领域。针对轴流式通风机失速和喘振的严重的危害性和诊断的复杂性，本发明以轴流式通风机的振动信号为诊断依据，诊断和识别通风机的失速和喘振。本发明利用自相关函数和互相关函数对通风机的振动信号进行分析和运算，提取出通风机的运行状态特征。利用支持向量机对通风机的状态特征进行识别与分类，实现通风机失速与喘振的自动识别与诊断。
【专利说明】一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法，通过分析和运算轴流式通风机的振动信号来诊断轴流式通风机的失速和喘振,特别是用于轴流式通风机失速和喘振的诊断，属于通风机状态监测领域。
【背景技术】
[0002]轴流式通风机因稳定、风量大、效率高、噪声小等优点，广泛应用在能源、化工、机械、医药等行业，是安全生产的基本保证，肩负着工业及民用建筑的通风、散热、稀释和排出有毒有害气体。轴流式通风机由于加工和装配的误差，以及运行中的磨损，造成叶片的冲角变大，在叶片的末端发生气流漩涡和气流分离，气体漩涡按照叶轮转动相反的方向移动，形成失速。失速会使通风机的效率变低、气流的脉动增加、叶片受到交变冲击力的作用，失速的频率域叶片的固有频率相同时，叶片会因共振而折断，发生严重事故。轴流式通风机一般具有“驼峰”性能曲线，当通风系统的阻力大于阻力临界值时，通风机的阻力曲线与性能曲线会相交在不稳定区，将发生喘振。通风机的喘振时，通风的流量、压力、转速、电机的电压、电流、功率因数会出现大幅度的波动。流量和压力的波动对叶片造成更严重的冲击，风机房的墙壁和地面也会出现振动。随着喘振时间的积累，会造成风机损坏、风机房倒塌的严重后果O
[0003]通风机工作环境中有很强背景噪声的干扰，利用传感器获取通风机的状态信号中往往伴随着环境噪声的干扰。目前已有的通风机失速和喘振诊断和识别方法，不能够在失速和喘振发生前诊断出失速和喘振的发生，不能有效避免失速和喘振带来的损失。通风机运行状态改变的同时，通风机的振动也随着改变。当通风机由正常平稳运行到异常运行时，通风机的振动信号也发生改变，通过监测和分析通风机的振动信号，能够诊断出通风机状态的变化。通风机失速和喘振的振动信号频率较低，与通风机机械故障的高频或倍频的振动信号不同。通过分析通风机的振动信号，能够有效诊断出通风机的失速和喘振。为了避免轴流式通风机失速和喘振带来的严重危害，研制出一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对目前通风机失速和喘振诊断方法不能在失速或喘振发生前诊断出失速或喘振将要发生的不足，研发出轴流式通风机失速和喘振的诊断方法。通过在通风机轴向两端安装振动传感器，从通风机的两端获取代表通风机状态的振动信号。分别对信号进行自相关和互相关互相关分析，得到信号的相关系数。以信号的相关系数为支持向量机模型的特征向量，输入到支持向量机模型，实现轴流式通风机失速和喘振的诊断。
[0005]一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法，其基于的硬件平台包括振动传感器、信号采集卡、微处理器、诊断结果显示装置、失速和喘振报警装置和数据存储装置，包括以下步骤:[0006]S1:在轴流式通风机轴向两端分别安装振动传感器，振动传感器平行于通风机的主轴；
[0007]S2:设置采样频率 f，100Hz ^ f ^ 16kHz，每段信号点数 N，200 ^ N ^ 10240 ；
[0008]S3:两个振动传感器同时采集通风机的振动信号，分别记为x(i)、y(i)，i为振动信号序号，I i N ；
[0009]S4:计算 X (i)的自相关值 R (nx*t)，
【权利要求】
1.一种轴流式通风机失速和喘振的诊断方法，其基于的硬件平台包括振动传感器、信号采集卡、微处理器、诊断结果显示装置、失速和喘振报警装置和数据存储装置，其特征在于:该方法实现包括以下步骤， S1:在轴流式通风机轴向两端分别安装振动传感器，振动传感器平行于通风机的主轴； 52:设置采样频率f，IOOHz ≤f ≤ 16kHz，每段信号点数N，200 ≤ N ≤10240 ； 53:两个振动传感器同时采集通风机的振动信号，分别记为x(i)、y(i)，i为振动信号序号，I ≤ i≤N
54:计算 x(i)的自相关值 R(nx*t),
2.根据权利要求1所述的一种轴流式通风机失速和喘振诊断方法，其特征在于:振动信号x(i)和y(i)可以同时为振动加速度或振动速度或振动幅值。
3.根据权利要求1所述的一种轴流式通风机失速和喘振诊断方法，其特征在于:本发明方法分别以Rx，Ry，Rxy(T), τ为纵坐标，以振动信号的采集时间为横坐标，在直角坐标系中分别表示出Rx, Ry, Rxy( T )，τ，以供观察Rx, Ry, Rxy( τ )，τ的变化。
【文档编号】F04D27/00GK104005975SQ201410214375
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】付胜, 徐斌, 高银波 申请人:北京工业大学