一种轴流式通风机失速和喘振的在线诊断方法
【专利摘要】一种新型轴流式通风机失速和喘振诊断方法，属于通风机状态监测和诊断领域。目前存在的失速和喘振诊断和识别方法不能避免失速和喘振的发生。针对轴流式通风机失速和喘振的诊断的重要性和复杂性，本发明选取了轴流式通风机的轴向振动和主轴的转速作为分析和处理的状态信号，对失速和喘振十分敏感。利用相关积分法对振动信号和转速信号进行分析和处理，剔除干扰，提取出信号特征，发现信号中失速和喘振的趋势成分。在失速和喘振的诊断和识别方面使用支持向量机模型，将信号特征作为支持向量机的特征向量，训练建立支持向量机模型，实现轴流式通风机失速和喘振的准确、快速、可靠地在线诊断与识别。
【专利说明】一种轴流式通风机失速和喘振的在线诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轴流式通风机失速和喘振的在诊断方法，通过分析通风机轴向振动与转速来诊断轴流式通风机的失速和喘振，特别是用于大型轴流式通风机失速和喘振的在线诊断，属于通风机运行状态监测领域。
【背景技术】
[0002]轴流式通风机因稳定可靠、风量大、效率高、噪声小等优点，广泛用于能源、冶金、机械、化工、医药以及民用建筑场所的通风和散热。轴流式通风机在生产生活中起着至关重要的作用。轴流式通风机会出现失速或喘振等通风异常情况，失速或喘振的初期会造成通风效率低下、浪费能源和损坏通风装置，随着失速或喘振的时间积累和恶化，会造成通风装置的严重损坏，甚至引起灾难性的后果。为了保证轴流式通风机在生产生活中的安全，一定要避免通风机发生失速和喘振。
[0003]由于轴流式通风机具有“驼峰”型的特性曲线，当通风系统的风阻大于临界值时，通风机的阻力曲线和特性曲线就会相交在通风机的不稳定区，将会发生失速和喘振。通风机发生失速和喘振时，会出现通风的流量、压力、转速以及电机的电流会产生很大的波动，同时会出现很大的噪声，通风机振动的幅值也会有增大。为了避免通风机失速和喘振的发生，一定要在通风机通风状态恶化前，诊断和识别出通风机的通风异常，才能避免失速和喘振带来的危害和损失。通过监测和分析通风机的状态和通风的状态，可以及时发现通风状态的异常。通风机的状态信号可以反映通风机及通风的状态，由于通风机工作的环境恶劣，有很强的背景噪声，需要选择一个合适的状态信号和状态信号的处理方法，才能及时准确的诊断和识别出通风机的失速和喘振的发生，避免通风机失速和喘振。目前已有的失速和喘振的诊断和识别方法不能在失速和喘振发生前诊断出失速和喘振。通风机失速和喘振发生的越早、越及时，造成的危害和损失越小。因此，研究出一种准确、及时的轴流式通风机失速和喘振诊断和识别方法具有重要的社会意义和经济意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对目前的轴流式通风机失速和喘振的诊断和识别方法仅能在通风机进入失速或喘振状态后才能诊断和识别出失速或喘振的发生，不能在进入失速或喘振前诊断或识别出通风状态的异常的不足，研发出一种新型轴流式通风机失速和喘振的诊断方法，该方法用于轴流式通风机失速和喘振的诊断和识别。在轴流式通风机的轴向安装振动传感器，安装编码器测量通风机转速的变化，通过分析处理通风机轴向的振动和转速的变化，在通风机进入失速或喘振状态前诊断和识别出通风机的失速或喘振。
[0005]一种轴流式通风机失速和喘振诊断方法，基于的硬件平台为振动传感器、编码器、信号采集卡、微处理器，失速和喘振报警装置；
[0006]包括以下步骤:
[0007]S1:将振动传感器安装在轴流式通风机上，且振动传感器平行于通风机的主轴，在轴流式通风机的轴上安装编码器，设置采样频率为f，IOOHz ^ f ^ 12kHz，轴流式通风机启动并运行平稳后，采集振动信号和速度脉冲信号，经过采集卡将信号传输到微处理器中；
[0008]S2:对振动信号和速度脉冲信号进行分段和截取，记振动信号为X(i)，i为振动信号的序号，i=l、2,..., N, N为振动信号每段点数；记速度脉冲信号为T (j), j为速度脉冲信号的序号，j=l, 2，…，M，M为脉冲信号每段点数；
[0009]S3:计算振动信号X(i)的相关积分值I(N，R)，
【权利要求】
1.一种轴流式通风机失速和喘振诊断方法，基于的硬件平台为振动传感器、编码器、信号采集卡、微处理器，失速和喘振报警装置； 其特征在于，包括以下步骤: S1:将振动传感器安装在轴流式通风机上，且振动传感器平行于通风机的主轴，在轴流式通风机的轴上安装编码器，设置采样频率为f，100Hz ^ f ^ 12kHz，轴流式通风机启动并运行平稳后，采集振动信号和速度脉冲信号，经过采集卡将信号传输到微处理器中； S2:对振动信号和速度脉冲信号进行分段和截取，记振动信号为X(i)，i为振动信号的序号，i=l、2，…，N，N为振动信号每段点数；记速度脉冲信号为T (j)，j为速度脉冲信号的序号，j=l，2，…，M，M为脉冲信号每段点数；S3:计算振动信号X(i)的相关积分值
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)的参考距离R为振动信号的平均值或均方差或峭度或峰值；速度脉冲信号T (j)的参考距离P为速度脉冲信号的平均值或均方差或峭度或峰值。
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:将振动信号的相关积分值1(N，R)和速度脉冲信号的相关积分值1(M，P)存储在数据库中，以供查询历史数据。
4.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:采集的振动信号是振动信号的幅值。
【文档编号】F04D27/00GK103821749SQ201410078441
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】付胜, 徐斌 申请人:北京工业大学