一种涡轮流量计故障识别方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及涡轮流量计故障识别，具体涉及一种涡轮流量计故障识别方法、装置设备和存储介质。

背景技术：

1、燃气涡轮流量计是一种带机械计数器并用于精确测量气体流量的流量计，随着涡轮流量计的转动，其运动部件不可避免的出现磨损，例如轴承滚珠与定圈内侧接触面的磨损，从而增大了机械阻力，同时也会增加转动部件间的间隙，主轴旋转幅度出现变化，尤其在主轴末端旋转的涡轮将会出现更大幅度变化。考虑到水平安装的轴承由于重力作用通常在轴承下端出现磨损，因此更容易出现下侧间隙增大而引起的偏振。此外其他转动零部件，如涡轮、齿轮、主轴等，如果出现弹性变形或塑性变形，也会造成涡轮偏振影响涡轮流量计的正常计量。这种损失这会直接影响到涡轮流量计的贸易结算公平性，给燃气企业和用户均带来一定的经济损失。

2、此外随着磨损的加剧，涡轮偏振会造成涡轮、内腔、轴承孔等精密结构或零部件的损坏，经济损失进一步扩大。

3、为解决以上问题，现有的措施是对流量计定期周检。将流量计从工作管道拆卸后送到计量检定单位进行性能检测，如果计量性能不合格(不符合计量标准要求)，则进行维修。但对于流量大、压力高、磨损快的流量计不太适用，因为这种流量计多安装在燃气管网中的重要节点，不但是燃气贸易结算依据，也是燃气输配系统的重要环节，一旦发生故障不但会造成计量差影响公平贸易结算，还会对燃气供应安全造成影响，尤其是对电厂、医院等供气稳定要求较高的用户，异常停气往往会带来重大损失。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例一种涡轮流量计故障识别方法、装置设备和存储介质，解决现有的技术问题。

2、本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种涡轮流量计故障识别方法，所述方法包括如下步骤：

4、采集正常状态下电涡流传感器的输出数据作为初始数据，并将初始数据记录在数据库中；所述电涡流传感器的输出数据为电涡流传感器与涡轮叶片间的距离；

5、根据已知故障类型以及对应的偏振特征频率构建偏振特征数据库；

6、将工作状态下电涡流传感器输出的数据与数据库中的初始参数对比，识别偏振信号；

7、将偏振信号进行时频域转换，得到故障特征频率；

8、将故障特征频率与偏振特征数据库内的偏振特征频率进行对比，得到转动部件故障的识别结果。

9、一实施例中，所述将工作状态下电涡流传感器输出的数据与数据库中的初始参数对比，识别偏振信号包括：

10、采集工作状态下电涡流传感器的输出数据作为工作数据；

11、筛选工作数据相对于初始数据变化超过设定阈值的数据，得到在时域的偏振信号。

12、一实施例中，所述将偏振信号进行时频域转换，得到故障特征频率包括：

13、利用短时傅里叶变换将时域的偏振信号变换至频域，得到在频域的故障特征信号；

14、对故障特征信号进行滤波变换后生成对应的频谱曲线图像；

15、提取频谱曲线图像中峰值区域的频率范围，得到故障特征频率。

16、一实施例中，所述根据已知故障类型以及对应的偏振特征频率构建偏振特征数据库包括：

17、采集不同偏振原因在低频频谱对应的偏振特征频率，所述偏振原因包括齿轮故障、轴承保持架磨损、轴承滚珠磨损和主轴弯曲；

18、将偏振原因与偏振特征频率形成映射关系；

19、将多种偏振原因与偏振特征频率形成映射关系组成映射关系集；

20、将映射关系集保存至数据库构成偏振特征数据库。

21、第二方面，本发明提供一种涡轮流量计故障识别装置，该装置包括：

22、初始数据采集模块：用于采集正常状态下电涡流传感器的输出数据作为初始数据，并将初始数据记录在数据库中；所述电涡流传感器的输出数据为电涡流传感器与涡轮叶片间的距离；

23、偏振特征数据库构建模块：用于根据已知故障类型以及对应的偏振特征频率构建偏振特征数据库；

24、偏振信号识别模块：用于将工作状态下电涡流传感器输出的数据与数据库中的初始参数对比，识别偏振信号；

25、故障特征频率获取模块：用于将偏振信号进行时频域转换，得到故障特征频率；

26、故障结果识别模块：用于将故障特征频率与偏振特征数据库内的偏振特征频率进行对比，得到转动部件故障的识别结果。

27、一实施例中，所述偏振信号识别模块具体用于：

28、采集工作状态下电涡流传感器的输出数据作为工作数据；

29、筛选工作数据相对于初始数据变化超过设定阈值的数据，得到在时域的偏振信号。

30、一实施例中，所述故障特征频率获取模块具体用于：

31、利用短时傅里叶变换将时域的偏振信号变换至频域，得到在频域的故障特征信号；

32、对故障特征信号进行滤波变换后生成对应的频谱曲线图像；

33、提取频谱曲线图像中峰值区域的频率范围，得到故障特征频率。

34、一实施例中，所述偏振特征数据库构建模块具体用于：

35、采集不同偏振原因在低频频谱对应的偏振特征频率，所述偏振原因包括齿轮故障、轴承保持架磨损、轴承滚珠磨损和主轴弯曲；

36、将偏振原因与偏振特征频率形成映射关系；

37、将多种偏振原因与偏振特征频率形成映射关系组成映射关系集；

38、将映射关系集保存至数据库构成偏振特征数据库。

39、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：

40、处理器、存储器、与网关通信的接口；

41、存储器用于存储程序和数据，所述处理器调用存储器存储的程序，以执行第一方面任一项提供的一种涡轮流量计故障识别方法。

42、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括程序，所述程序在被处理器执行时用于执行第一方面任一项提供的一种涡轮流量计故障识别方法。

43、从上述描述可知，本发明从时域识别的角度将工作状态下电涡流传感器输出的数据与数据库中的初始参数对比，识别偏振信号；偏振限号的产生表明涡轮流量计的转动部件出现了磨损情况，进而识别涡轮流量计的计量性能下降。从频域识别的角度将将故障特征频率与偏振特征数据库内的偏振特征频率进行对比，得到转动部件故障的识别结果，精准的识别出涡轮流量计导致计量性能下降的具体原因。得知具体故障原因后，运维人员可以快速维修，也能避免事态进一步扩大，减少贸易结算纠纷，无需外协二次鉴定故障，带来了降本增效的好处。

技术特征：

1.一种涡轮流量计故障识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种涡轮流量计故障识别方法，其特征在于，所述将工作状态下电涡流传感器输出的数据与数据库中的初始参数对比，识别偏振信号包括：

3.如权利要求1所述的一种涡轮流量计故障识别方法，其特征在于，所述将偏振信号进行时频域转换，得到故障特征频率包括：

4.如权利要求1所述的一种涡轮流量计故障识别方法，其特征在于，所述根据已知故障类型以及对应的偏振特征频率构建偏振特征数据库包括：

5.一种涡轮流量计故障识别装置，其特征在于，该装置包括：

6.如权利要求5所述的一种涡轮流量计故障识别装置，其特征在于，所述偏振信号识别模块具体用于：

7.如权利要求5所述的一种涡轮流量计故障识别装置，其特征在于，所述故障特征频率获取模块具体用于：

8.如权利要求5所述的一种涡轮流量计故障识别装置，其特征在于，所述偏振特征数据库构建模块具体用于：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括程序，所述程序在被处理器执行时用于执行权利要求1至4任一项所述的一种涡轮流量计故障识别方法。

技术总结
本发明提供了一种涡轮流量计故障识别方法、装置、设备和存储介质，采集正常状态下电涡流传感器的输出数据作为初始数据，并将初始数据记录在数据库中；所述电涡流传感器的输出数据为电涡流传感器与涡轮叶片间的距离；根据已知故障类型以及对应的偏振特征频率构建偏振特征数据库；将工作状态下电涡流传感器输出的数据与数据库中的初始参数对比，识别偏振信号；将偏振信号进行时频域转换，得到故障特征频率；将故障特征频率与偏振特征数据库内的偏振特征频率进行对比，得到转动部件故障的识别结果。本发明可以分别从时域特征和频域特征进行识别，不仅能及时发现涡轮流量计性能下降，并且还能精准的识别出涡轮流量计导致计量性能下降的具体原因。

技术研发人员：王凡,黄冬虹,边海龙,董新利,王佩广,张翰,刘兴伟
受保护的技术使用者：北京市燃气集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16