[发明专利]一种单向阀性能退化评估装置及其诊断方法

权利要求书

1.一种单向阀性能退化评估装置，其特征在于：包括

加速度传感器，用于采集待测单向阀的振动信号并将振动信号转化为模拟信号；

数据预处理模块，用于将模拟信号进行放大、滤波降噪及A/D转换，得到预处理后的振动信号，便于后续的特征参数提取；

特征参数提取模块，用于对预处理后的振动信号进行特征参数提取，并对提取的特征参数使用线性函数转换方法归一化处理得到特征参数向量，便于后续的聚类和隶属度计算；

模糊c-均值聚类评估模块，用于将单向阀性能正常时采集预处理的正常样本数据特征提取后得到的特征参数向量按正常使用期和快速失效期进行聚类，由此训练得到正常使用期聚类中心和快速失效期聚类中心，然后计算待测试样本数据相对于正常状态模糊聚类中心的隶属度，此隶属度作为性能退化指标DI来表征待测样本数据偏离正常状态的程度来表示单向阀性能退化的程度。

2.根据权利要求1所述的单向阀性能退化评估装置，其特征在于：所述加速度传感器采取了三个方向的安装方式，分别为轴向、径向和垂直方向。

3.根据权利要求1所述的单向阀性能退化评估装置，其特征在于：所述数据预处理模块包括NI SCXI加速度计输入模块、NI SCXI信号调理机箱、NI多功能数据采集卡；

所述NI SCXI加速度计输入模块：用于将加速度传感器输出的信号转换成便于传输、显示、记录和输出的信号；

所述NI SCXI信号调理机箱：用于对NI SCXI加速度计输入模块输入的信号进行放大、滤波降噪及A/D转换，通过信号调理机箱的背板总线和电缆适配器输入到数据采集卡；

所述NI多功能数据采集卡：用于将NI SCXI信号调理机箱输入的信号进行存储，通过计算机的USB总线传输给电脑以便后续的特征参数提取及模糊c-均值聚类评估模块。

4.根据权利要求1所述的单向阀性能退化评估装置，其特征在于：所述特征参数包括均方根值和峭度。

5.根据权利要求3所述的单向阀性能退化评估装置，其特征在于：所述NI SCXI加速度计输入模块采用SCXI-1531加速度计输入模块。

6.一种单向阀性能退化评估装置的诊断方法，其特征在于：所述诊断方法的具体步骤如下：

Step1、通过加速度传感器采集振动信号并转换为模拟信号，数据预处理模块对单向阀振动信号进行放大、滤波去噪和A/D转换预处理后得到正常样本数据和待测试样本数据，对正常样本数据和待测试样本数据提取特征参数均方根值和峭度，作为模糊c-均值聚类评估模块的输入特征矢量；

Step2、对正常样本数据的特征矢量使用线性函数转换方法线性归一化处理后组成向量作为输入量，设定聚类个数c和模糊系数m按正常使用期和快速失效期对输入量进行聚类，由此训练得到正常使用期聚类中心和快速失效期聚类中心；

Step3、对待测试样本数据的特征矢量使用线性函数转换方法线性归一化处理后计算相对于正常状态模糊聚类中心的隶属度情况，此隶属度作为性能退化指标DI并在PC机上显示结果，用DI表征待测试样本数据偏离正常状态的程度来表示单向阀性能退化的程度。