一种空气悬浮离心压缩机故障诊断方法及系统与流程

本发明属于空压机故障诊断，具体是一种空气悬浮离心压缩机故障诊断方法及系统。

背景技术：

1、空气压缩机是一种用以压缩气体的设备；空气压缩机与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆。

2、专利公开号为cn102175282b的申请公开了基于信息融合的离心式空气压缩机故障诊断方法涉及故障诊断领域，其以d-s证据理论信息融合为框架，以pca分析技术作为故障信息提取的方法，通过建立每种运行状态的pca模型为d-s证据理论提供不同的证据类型，最后以d-s组合规则将各证据下的分析结果融合处理，得到最后的判决结果。本发明综合所有故障具有的故障表现形式的信息同时处理，通过建立主元模型提取针对于每种故障发生时空气压缩机所表现出来的主要故障信息，避免在确定故障表现形式上存在主观片面性，通过pca分析提取主元信息达到对检测数据降维的作用，简化数据计算，提高诊断效率；通过d-s组合规则的信息融合能综合全面的信息，实现高精确度的故障分离和判别。

3、针对于空气悬浮离心压缩机，对其进行故障诊断时，一般根据空气离心压缩机所产生的具体工作参数，分析对应部件的工作参数是否正常，从而判定是否存在故障，但此种方式，并不准确，只能单纯分析确认出对应的参数不合规，并不能根据空气离心压缩机内部部件的连锁反应，分析出具体的故障原因，并及时将故障原因进行展示。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种空气悬浮离心压缩机故障诊断方法及系统，用于解决并不能根据空气离心压缩机内部部件的连锁反应，分析出具体的故障原因的技术问题。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种空气悬浮离心压缩机故障诊断系统，包括：

3、数据获取端，用于对离心压缩机的工作参数进行获取，并将所获取的工作参数传输至数据分析单元内，其中所获取的工作参数包括：离心压缩机的压缩速率以及压缩比例；

4、数据分析单元，对所获取的工作参数进行分析，判定对应离心压缩机的工作参数是否存在异常情况，若存在压缩速率异常，则执行曲轴分析单元，若存在压缩比例异常，则执行排气阀监测单元，具体方式为：

5、将离心压缩机的压缩速率标记为sli，将离心压缩机的压缩比例标记为bli，其中i代表不同的离心压缩机；

6、将压缩速率sli与预设的速率区间进行比对，其中速率区间为预设区间，当sli∈速率区间时，不进行任何处理，反之，生成压缩速率异常信号，并直接传输至曲轴分析单元内；

7、将压缩比例bli与预设的比例区间进行比对，其中比例区间为预设区间，当bli∈比例区间时，不进行任何处理，反之，生成压缩比例异常信号，并直接传输至排气阀监测单元内；

8、所述曲轴分析单元，根据所接收到的压缩速率异常信号，启动数据监测端，对离心压缩机内部的曲轴转速进行监测，并将所监测的具体曲轴转速传输至曲轴分析单元内，且曲轴分析单元再对曲轴转速进行分析，判定离心机曲轴转速是否正常，具体方式为：

9、将所监测的离心机曲轴转速标记为zsi，其中i代表不同的离心压缩机，将zsi与预设的转速区间进行比对，当zsi∈转速区间时，生成画面分析信号，并传输至画面分析单元内，反之，生成转速异常信号，直接传输至展示单元内进行展示，其中转速区间为预设区间；

10、所述画面分析单元，根据画面分析信号，启动视觉监测端，视觉监测端则采用间接时段拍照的方式，获取曲轴的五组间断工作画面，并将所获取的五组间断工作画面传输至画面分析单元内，后续，画面分析单元再对五组间断工作画面进行分析，判定此离心压缩机内部曲轴是否完整，具体方式为：

11、从五组间断工作画面内选取清晰度最高的画面，将其拟定为待处理画面，从待处理画面内，确认内部转轴的圆心，并将其拟定为画面中心点；

12、再从待处理画面内，随机确认一组扇叶边角的边缘点，将边缘点与画面中心点进行连线并将其拟定为半径，后续根据画面中心点以及半径，构建一组待处理圆，根据所构建的待处理圆，再分析扇叶边角的其他边缘点是否位于待处理圆内，若位于，则进行下一步处理，若不位于，则通过信号生成单元生成曲轴异常信号，并将曲轴异常信号传输至展示单元内进行展示，供外部人员进行查看；

13、将对应的待处理画面置于一组二维坐标系内，并确认画面中心点与对应边缘点的点位坐标，根据两点的点位坐标，获取对应连线的一次方程，再分析确认对应扇叶两点之间边缘部分的若干个边缘点是否位于此一次方程内，若位于，再依次对扇叶的其他边缘部分采用相同的方式进行分析，判定边缘部分的若干个边缘点是否位于对应一次方程内，若均属于对应的一次方程内，则生成维护信号，反之，则通过信号生成单元生成曲轴异常信号，并将曲轴异常信号或维护信号传输至展示单元内进行展示；

14、所述排气阀监测单元，根据所接收到的压缩比例异常信号，限定一组监测周期t，其中t为预设值，对此监测周期t内排气阀弹起的间隔时间段以及弹起时长进行监测，并将所监测的具体数值传输至自适应分析单元内；

15、所述自适应分析单元，对监测周期t内排气阀弹起的间隔时间段以及弹起时长进行分析，判定此空气压缩机的排气阀是否存在故障，具体方式为：

16、将属于同一阶段的间隔时间段以及弹起时长进行求和处理，得到时间合并参数，并将其标记为sjk，其中k代表不同阶段的合并参数；

17、将相邻的时间合并参数sjk进行差值处理，具体方式为：czk-1=sjk-1-sjk得到k-1个差值czk-1，其中k≥2，分析k-1个差值czk-1是否满足：czk-1＞y1，若满足，通过信号生成单元生成排气阀故障信号，并通过展示单元进行展示，若不满足，则生成维护信号，传输至展示单元内进行展示，其中y1为预设值。

18、一种空气悬浮离心压缩机故障诊断方法，包括以下步骤：

19、步骤一、首先获取此空气压缩机的工作参数，分析压缩速率以及压缩比例是否存在问题，若压缩速率不正常，则对空气压缩机的曲轴进行分析，若压缩比例不正常，则对空气压缩机的排气阀进行分析；

20、步骤二、首先分析曲轴转速是否存在问题，若不存在问题，则需要对曲轴的扇叶进行分析，判定扇叶是否存在故障或残缺，并根据具体的结果，生成对应的维护信号或曲轴异常信号，并进行展示；

21、步骤三、对排气阀的间隔时间段以及弹起时长进行监测，并确认时间合并参数，再分析确认时间合并参数的相邻差值，再分析差值是否存在过大情况，若存在，则生成排气阀故障信号，若不存在，则生成维护信号，并进行展示，供外部人员进行查看。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：为了区分对应曲轴的扇叶是否存在异常情况，故需要对扇叶进行分析，在分析过程中，便需要对整个扇叶的整体轮廓进行分析，通过分析点位的排布，便可确认对应曲轴的扇叶是否异常，若异常，则代表扇叶异常，直接进行展示，若不异常，则代表影响速率还可能存在其他因素，便生成维护信号，对外部的维护人员进行派遣，对此空气压缩机进行维护检修，分析出具体的影响原因；

23、压缩比例与排气阀息息相关，若压缩比例存在问题时，那么便需要对排气阀的数据进行分析，若排气阀不存在问题，便代表压缩比例异常可能是其他因素引起的，故需要对本空气压缩机进行维护；

24、根据具体的数值分析，快速分析出对应空气压缩机的故障原因，并及时告知外部操作人员，充分缩减外部操作人员的检修时间，及时对故障位置进行检修，提升维修效率，减少维修时间，提升故障诊断的整体效果。