[实用新型]基于声发射检测的水泵空化故障诊断装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水泵故障诊断设备领域，具体涉及一种基于声发射检测的水泵空化故障诊断装置。

背景技术

空化故障一直是水泵较难解决的问题之一。当水泵运行时，在过流部件的某一局部区域，其附近压力由于水流速、流动损失等原因下降到当时水温所对应的汽化压力时，水在该处便会发生空化效应。空化效应所产生的空化泡随流体流动到高压区时会急剧溃灭，产生压力脉动，对过流部件的过流表面形成高频冲蚀，产生强烈的振动和噪声，使水泵的性能下降，影响设备的安全经济运行。因此，对水泵空化故障的在线检测和故障诊断是十分重要的。

但是，目前还没有实用有效的检测诊断技术能够实现对水泵空化故障的早期在线监测诊断，往往是通过工作人员凭自身经验或通过辅助仪器显示的参数曲线来判断，具有检测结果不准确、检测效率低下、检测设备集成度低、检测操作步骤繁琐的缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种检测结果准确可靠、检测快速高率、操作简单方便、结构简单紧凑、成本低廉、使用寿命长的基于声发射检测的水泵空化故障诊断装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于声发射检测的水泵空化故障诊断装置，包括用于采集水泵声发射信号的声发射信号采集单元、用于检测水泵进口侧水压和出口侧水压的两个压力传感器、数据采集单元和用于根据所述声发射信号和水压诊断水泵空化故障并输出诊断结果的诊断处理单元，所述声发射信号采集单元、压力传感器分别通过数据采集单元与诊断处理单元相连，所述诊断处理单元包括用于根据输入的声发射信号提取声发射特征的特征提取单元、用于根据输入的两路水压获取水泵扬程的扬程计算单元和用于根据声发射特征和水泵扬程诊断水泵空化故障的诊断单元，所述特征提取单元、扬程计算单元分别与诊断单元的输入端相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述声发射信号采集单元包括多个声发射传感器，且至少一个声发射传感器粘附固定于水泵进口侧的泵体上、至少一个声发射传感器粘附固定于水泵出口侧的泵体上。

所述声发射信号采集单元还包括用于对声发射传感器输出的声发射信号进行放大过滤的前置放大器，所述声发射传感器分别通过前置放大器与数据采集单元相连。

所述两个压力传感器中的一个压力传感器设于水泵进口侧的管道中，另一个压力传感器设于水泵出口侧的管道中，且所述两个压力传感器的布置高度相同。

所述诊断处理单元还包括用于对输入的声发射信号和水压进行滤波的数字滤波模块，所述数据采集单元分别通过数字滤波模块与特征提取单元、扬程计算单元相连。

所述数据采集单元包括用于对输入信号进行加窗取样的信号采样单元和用于将输入的模拟信号转换为数字信号的模数转换单元，所述信号采样单元的输入端分别与声发射信号采集单元、压力传感器相连，所述信号采样单元的输出端通过模数转换单元与诊断处理单元相连。

所述特征提取单元包括用于根据声发射信号的信号能量构建特征矢量的特征矢量生成模块，所述诊断处理单元还用于根据水泵工况提供对应标准矢量的标准矢量存储单元，所述特征矢量生成模块的输出端、标准矢量存储单元的输出端分别与所述诊断单元相连，所述诊断单元根据所述扬程计算单元输出的水泵扬程查询所述标准矢量存储单元获取水泵当前工况对应的标准矢量，并根据所述特征矢量生成模块输出的特征矢量与所述标准矢量诊断水泵空化故障并输出诊断结果。

所述特征提取单元还包括用于提取声发射信号事件计数的事件计数获取模块，所述事件计数获取模块的输出端与所述诊断单元相连，所述诊断单元根据所述事件计数获取模块输出的事件计数诊断水泵空化故障并输出诊断结果。

所述特征提取单元还包括用于提取声发射信号振铃计数的振铃计数获取模块，所述振铃计数获取模块的输出端与所述诊断单元相连，所述诊断单元根据所述振铃计数获取模块输出的振铃计数诊断水泵空化故障并输出诊断结果。

所述特征提取单元还包括用于提取声发射信号中心频率的中心频率获取模块，所述中心频率获取模块的输出端与所述诊断单元相连，所述诊断单元根据所述中心频率获取模块输出的中心频率诊断水泵空化故障并输出诊断结果。

本实用新型具有下述优点：