[发明专利]输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪

权利要求书

1.一种输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪，其特征在于：所述输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪利用LabVIEW平台将噪声样本采集模块、信号调理模块、信号分析模块、单频特征提取、噪声故障判断模块、人机界面整合，实现输油泵机组整体运行噪声检测及故障判定；噪声样本采集模块包括多个声压传感器、数据采集卡，输油泵机组设置多个采样点，每个采样点安装一个声压传感器，声压传感器距输油泵机组装置1-3cm，采取近点声源采集，各声压传感器连接数据采集卡，用于输油泵机组运行噪声样本的采集；信号调理模块用于实现输油泵机组运行噪声信号的放大；信号分析模块用于实现待测信号的时域波形和幅频特性分析显示，带通滤波根据电磁噪声的主频噪声确定上下限截止频率，实现弱噪声从强噪声中的分离；单频特征提取用于从电磁噪声中提取反映主频噪声单频特征，将幅值最高的前N个单频信号进行解绑经过修正计算得到相应的幅值、噪声A声级；

噪声故障判断模块对电磁噪声进行判断，将所提取的单频数组进行解绑，对数组中元素进行判定：首先判定在单频数组中是否存在单频信息频率在2f₀附近处，再对时域波形进行脉动周期分析，查看时域波形图的脉动周期是否接近1/2sf₀，如果两项都不存在，说明电机气隙在正常值范围之内；当所测频谱中仅存在脉动周期接近1/2sf₀的情况，判定产生气隙动态偏心，选取单独的带通滤波器对50-150Hz频率进行单频提取；当电磁噪声频率在2f₀附近处存在明显单频信息，且幅值较高但时域脉动周期属于正常，则判定气隙产生静态偏心；如果两项都存在，判定电机产生气隙混合偏心，立即报警,f₀为电源频率，s为异步电机的转差率。

2.根据权利要求1所述的输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪，其特征在于：所述的单频特征提取的具体方法：

对采集的数据进行调理分析之后，根据噪声频谱图进行数据处理，将单位时间噪声发生频谱视作多个单频信号的叠加信号，将叠加的单频信号进行混合提取，混合单频信息包括此单频的发生频率和幅值大小，再按照幅值大小将所述单位时间内幅值最大的N个混合单频信息进行提取，将提取出的N个混合单频信息存放到数组中，再将数组中的单频信息解绑，进行数据处理；噪声的单频信息进行提取过后，根据噪声幅值计算出噪声信号的瞬时声级L_A，

L_A＝20lg(5×10⁴U)-20lg S (1)

式中S为声压传感器灵敏度，u(t)表示声压信号经过声压传感器转化为电压信号的瞬时电压值，U表示u(t)的均方根值，T表示u(t)的变化的周期；

根据A计权网络进行修正计算得到A声级，经修正计算得到的瞬时声级作为噪声真实声压级，A计权网络修正计算公式：

式中的f₁、f₂、f₃和f₄分别为20.6Hz、107.7Hz、737.9Hz和12194Hz，将数值代入公式(3)，

得到瞬时声级表达式：

L_At＝20lg(5×10⁴U)-20lg S+A(f) (4)

根据上述的瞬时声级，得到等效声级公式，

3.根据权利要求2所述的输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪，其特征在于：所述的信号分析模块进行信号分析时，将LabVIEW平台默认的连续噪声输出波形时域波形转化为频率波形图，在生成的频域波形图中，对噪声的幅值、声压级、频率进行提取和检测；将噪声分为低频噪声和高频噪声，采用分段滤波的方式，选用两组带通滤波器，将10-500Hz频段定义为低频段噪声频率，将500-2000Hz定义为中高频段噪声频率，根据滤波器得出的数据建立相应的噪声频谱图。