一种部件故障检测方法、装置、存储介质以及电子设备与流程

本发明涉及故障检测，特别涉及一种部件故障检测方法、装置、存储介质以及电子设备。

背景技术：

1、离心压缩机广泛应用于石油、天然气、化工等领域，在工业体系中占有重要地位。轴、轴承、叶轮等转子在长时间的离心力、振动和气动载荷作用下难免会发生故障。而由于转子故障引起的非计划停机会造成巨大的经济损失，所以对离心压缩机进行在线监测意义重大，其不仅能够避免轻微故障发展为严重故障，同时能够基于状态监测结果合理制定维修策略，进而降低运维成本。

2、当前主要基于振动数据对转子进行状态监测，即在压缩机前后端安装振动传感器采集振动信号，然后提取时域和频域特征值进行故障诊断。由于具有多个时域和频域特征，所以需要一种多特征整合方法将多特征整合为故障指标，方便运维人员进行综合判别。传统的多特征分析方法包括：pca方法、控制图理论和排列熵方法。控制图理论提取的变化并不区分上升和下降，而离心压缩机在转速下降和停机状态下振动特征也会随之下降，控制图理论会将这种下降整合成上升而出现误报警，所以控制图理论不适合用于离心压缩机的故障诊断。pca方法能够从多特征趋势中提炼出整体趋势，所以当多特征中只有某个特征表现出故障时，pca结果并不会反应出故障，同时每次pca分析需要更长时间的历史数据。多变量多尺度排列熵关注数据在一段时间内的前后变化，而不是长期的发展，而且多变量多尺度排列熵也无法区分上升趋势是由工况波动还以由故障引起。因此，亟需一种部件故障检测方法，可以基于多特征趋势整合得到更加精准的故障诊断结果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种部件故障检测方法、装置、存储介质以及电子设备，主要目的在于解决目前存在部件故障检测不精准的问题。

2、为解决上述问题，本技术提供部件故障检测方法，包括：

3、获取待检测部件正常工况下、第一预设时长的各第一振动信号以及与各所述第一振动信号对应的第一转速值；

4、基于各所述第一振动信号以及各所述第一转速值进行函数构建，获得反映各特征均值与转速关系的第一函数、以及反映各特征标准差与转速关系的第二函数；

5、获取待检测部件在第二预设时长内的、第二振动信号以及与所述第二振动信号对应的第二转速值；

6、当所述第二转速值满足预设条件时，基于所述第一函数以及所述第二函数对所述第二振动信号进行检测，得到部件故障检测结果。

7、可选地，所述基于各所述第一振动信号以及各所述第一转速值进行函数构建，获得反映各特征均值与转速关系的第一函数以及反映各特征标准差与转速关系的第二函数，具体包括：

8、对各所述第一振动信号进行特征提取，得到与各振动特征对应的特征数据集；

9、基于各所述特征数据集以及各所述第一转速进行第一函数构建，得到反映各特征均值与转速关系的第一函数；

10、基于各所述特征数据集以及各所述第一转速进行第二函数构建，得到反映各特征标准差与转速关系的第二函数。

11、可选地，所述当所述第二转速值满足预设条件时，基于所述第一函数以及所述第二函数对所述第二振动信号进行检测，得到部件故障检测结果，具体包括：

12、当所述第二转速值大于预设转速阈值时，确定所述第二转速值满足预设条件，基于所述第二振动信号采用所述第一函数以及所述第二函数进行信号处理，获得与所述第二振动信号对应的均值向量以及标准差向量；

13、基于所述均值向量以及所述标准差向量进行标准化处理，得到各标准特征向量；

14、响应于用户选定的、与所述部件当前故障状态对应的特征整合方法进行标准特征向量整合处理，得到与各时间点对应的特征指标；

15、对各所述特征指标进行中值平滑处理，得到部件故障检测结果。

16、可选地，所述当所述第二转速值大于预设转速阈值时，基于所述第二振动信号采用所述第一函数以及所述第二函数进行信号处理，获得与所述第二振动信号对应的均值向量以及标准差向量，包括：

17、当所述第二转速值大于预设转速阈值时，对所述第二振动信号进行特征提取，得到包含各振动特征的特征向量集；

18、基于所述第一函数以及所述特征向量集进行计算处理，得到均值向量；

19、基于所述第二函数以及所述特征向量集进行计算处理，得到标准差向量。

20、可选地于，所述基于所述均值向量以及所述标准差向量进行标准化处理，得到各标准特征向量，具体包括：

21、基于所述特征向量集中的各特征向量与所述均值向量进行求差运算，得到各差值向量；

22、计算各所述差值向量与所述标准差向量的商，获得第二预设时长内的各时间点对应的标准特征向量。

23、可选地，所述对各所述特征指标进行中值平滑处理，得到部件故障检测结果，包括：

24、基于预设的滑动窗口采用滑动间隔采样的方式，分别对所述第二预设时长内的各特征指标进行采样，以获得若干指标中值；

25、基于各所述指标中值进行故障检测，得到与各所述指标中值对应的故障检测结果。

26、可选地，所述基于各所述指标中值进行故障检测，得到与各所述指标中值对应的故障检测结果，具体包括：

27、当各所述指标中值小于等于第一预设阈值时，得到部件健康检测结果；

28、当各所述指标中值大于所述第一预设阈值并且小于或者等于第二预设阈值时，得到部件预警检测结果；

29、当各所述指标中值大于所述第二预设阈值时，得到部件故障检测结果。

30、为解决上述问题本技术提供一种部件故障检测装置，包括：

31、第一振动信号获取模块：用于获取待检测部件正常工况下、第一预设时长的各第一振动信号以及与各所述第一振动信号对应的第一转速值；

32、函数构建模块：用于基于各所述第一振动信号以及各所述第一转速值进行函数构建，获得反映各特征均值与转速关系的第一函数、以及反映各特征标准差与转速关系的第二函数；

33、第二振动信号获取模块：用于获取待检测部件的在第二预设时长内的、第二振动信号以及与所述第二振动信号对应的第二转速值；

34、检测模块：用于当所述第二转速值满足预设条件时，基于所述第一函数以及所述第二函数对所述第二振动信号进行检测，得到部件故障检测结果。

35、为解决上述问题本技术提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述部件故障检测方法的步骤。

36、为解决上述问题本技术提供一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述所述部件故障检测方法的步骤。

37、本技术通过采用正常工况下采集到的各第一振动信号以及与各所述第一振动信号对应的转速值进行函数构建，以基于构建好的反映各特征均值与转速关系的第一函数以及反映各特征标准差与转速关系第二函数对待检测部件的第二振动信号进行检测以得到与所述部件对应的检测结果，本技术考虑到各振动特征，并构建了用于检测待测部件的第一函数以及第二函数以对所述当转速超过预设转速阈值的第二振动信号进行检测得到部件的检测结果，可以提高部件故障的检测效率。

38、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。