一种故障告警方法、告警装置和旋转机械装置与流程

本申请涉及设备维护领域，尤其涉及一种故障告警方法、告警装置和旋转机械装置。

背景技术：

1、旋转机械的振动问题一直是机械行业的重要课题。随着旋转机械的转子转速不断提高，振动对旋转机械的工作效率和可靠性的影响越来越大。

2、目前有一种故障告警方法大致如下：在旋转机器上安装传感器并且人为设定振动烈度阈值，当传感器采集的振动烈度超过振动烈度阈值时，发出维护警告。现有的国际标准化组织(international organization for standardization，iso)标准将振动烈度阈值划分为多个等级。

3、在实际应用中根据人工选择的振动烈度阈值容易产生误报。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种故障告警方法、告警装置和旋转机械装置，能够根据预设的西格玛准则能够判断出振动信号的频域特征值与历史频域特征值是否一致，能够提高故障告警的准确性。

2、第一方面提供一种故障告警方法，该方法包括：按照第一采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第一振动信号；按照第二采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第二振动信号，然后获取第一振动信号的频域特征值和第二振动信号的频域特征值；当第一振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则，和/或第二振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则，输出故障告警信号。本申请中，旋转机械部件可以包括但不限于齿轮，轴承或联轴器。第一采样频率大于或等于20000赫兹，第二采样频率小于20000赫兹。预设的西格玛准则为三西格玛准则，二西格玛准则或一西格玛准则。

3、依此实施，能够获取不同振动信号的频域特征值，根据预设的西格玛准则能够判断出振动信号的频域特征值与历史频域特征值是否一致，这样根据旋转机械部件的实际运转情况识别故障能够提高故障告警的准确性。第一采样频率的振动信号的频域特征值能够反映出早期故障，第二采样频率的振动信号的频域特征值能够反映出晚期故障。与利用单个振动信号的频域特征值告警相比，采用多个振动信号的频域特征值告警能够提高故障告警的准确性。

4、本申请还可以根据其他采样频率获取旋转机械部件的振动信号，判断其是否符合预设的西格玛准则，这样可以根据三个以上振动信号的频域特征值的比较结果进行告警。

5、在第一方面的第一种可能实现方式中，第一振动信号的频域特征值包括目标频段的能量占比、目标频段的频谱能量峰值和第一振动信号的包络烈度中的至少一项，第二振动信号的频域特征值包括第二振动信号的包络烈度。目标频段的下限可以是8000～10000赫兹中的任意一个值。上述频域特征与旋转机械部件的振动相关，因此能够作为判断振动异常的依据。

6、在第一方面的第二种可能实现方式中，当第一振动信号的频域特征值中有m个频域特征值不符合预设的西格玛准则，以及第二振动信号的频域特征值中有n个频域特征值不符合预设的西格玛准则时，输出(m+n)级故障的告警信号。m，n和n均为正整数。上述频域特征能够从不同维度反映出振动异常，根据异常的频域特征值能够对旋转机械部件的故障程度进行量化。

7、在第一方面的第三种可能实现方式中，第一采样频率大于或等于50000赫兹，第二采样频率为5000～10000赫兹中的任意一个值。实验证明，采样频率在50000赫兹以上的振动信号的频域特征值能够更好地反映出早期故障，采样频率为5000～10000赫兹的振动信号的频域特征值能够更好地反映出晚期故障。

8、第二方面提供一种告警装置，告警装置包括信号采样单元，处理单元和告警单元，信号采样单元用于按照第一采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第一振动信号；按照第二采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第二振动信号，处理单元用于获取第一振动信号的频域特征值和第二振动信号的频域特征值；告警单元用于当第一振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则和/或第二振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则，输出故障告警信号。

9、在第二方面的第一种可能实现方式中，第一振动信号的频域特征值包括目标频段的能量占比、目标频段的频谱能量峰值和第一振动信号的包络烈度中的至少一项，第二振动信号的频域特征值包括第二振动信号的包络烈度。

10、在第二方面的第二种可能实现方式中，告警单元具体用于第一振动信号的频域特征值中有m个频域特征值不符合预设的西格玛准则，以及第二振动信号的频域特征值中有n个频域特征值不符合预设的西格玛准则时，输出(m+n)级故障的告警信号。

11、在第二方面的第三种可能实现方式中，第一采样频率大于或等于50000赫兹，第二采样频率为5000～10000赫兹中的任意一个值。

12、第二方面的名词解释，各单元执行的步骤和有益效果可参阅第一方面的相应描述。

13、第三方面提供一种告警装置，其包括处理器和存储器，存储器用于存储程序，处理器通过执行程序用于实现第一方面或第一方面中任意一种可能实现方式的方法。

14、第四方面提供一种旋转机械装置，其包括旋转机械部件和第二方面的告警装置。

15、第五方面提供一种预测维护系统，其包括信号采集装置和告警服务器，信号采集装置用于按照第一采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第一振动信号；按照第二采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第二振动信号；将第一振动信号和第二振动信号发送给告警服务器；告警服务器用于获取第一振动信号的频域特征值和第二振动信号的频域特征值；当第一振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则和/或第二振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则，输出故障告警信号。

16、在第五方面的第一种可能的实现方式中，告警服务器具体用于当第一振动信号的频域特征值中有m个频域特征值不符合预设的西格玛准则，以及第二振动信号的频域特征值中有n个频域特征值不符合预设的西格玛准则时，输出(m+n)级故障的告警信号。

17、第五方面的名词解释可参阅第一方面的相应描述。

18、第六方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面中任意一种可能实现方式的方法。

19、第七方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面中任意一种可能实现方式的方法。

20、第八方面提供了一种芯片系统，包括至少一个处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器用于存储计算机程序或指令，所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以实现第一方面或第一方面中任意一种可能实现方式的方法。

技术特征：

1.一种故障告警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述第一振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则，和/或所述第二振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则时，输出故障告警信号包括：

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预设的西格玛准则为三西格玛准则。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一采样频率大于或等于50000赫兹，所述第二采样频率为5000～10000赫兹中的任意一个值。

6.一种告警装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一振动信号的频域特征值包括目标频段的能量占比、目标频段的频谱能量峰值和所述第一振动信号的包络烈度中的至少一项，所述目标频段的下限为8000～10000赫兹中的任意一个值，所述第二振动信号的频域特征值包括所述第二振动信号的包络烈度。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述预设的西格玛准则为三西格玛准则。

10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第一采样频率大于或等于50000赫兹，所述第二采样频率为5000～10000赫兹中的任意一个值。

11.一种告警装置，其特征在于，包括处理器和存储器；

12.一种旋转机械装置，其特征在于，包括旋转机械部件和权利要求6至10中任一项所述的告警装置。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1至5中任一项所述的方法。

14.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述指令被计算机运行时，使得计算机执行权利要求1至5中任一项所述的方法。

技术总结
一种故障告警方法包括：按照第一采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第一振动信号，按照第二采样频率在采样时段获取旋转机械部件的第二振动信号，当第一振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则和/或第二振动信号的频域特征值不符合预设的西格玛准则时，输出故障告警信号。根据西格玛准则能够判断出振动信号的频域特征值与历史频域特征值是否一致，因此能够提高故障告警的准确性。本申请还提供能够实现上述方法的告警装置和旋转机械装置。

技术研发人员：翟卉馨,陈罡,卫鑫,郑恭楷
受保护的技术使用者：华为云计算技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11