[发明专利]一种全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测方法

说明书

本发明公开了一种全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测方法：包括如下步骤：1)压缩机压力信号的采集：2)信号数据的预处理：3)信号数据的频谱变换：4)计算压力脉动谐波的最大倍频值：5)阀片颤振评判；本发明的有益效果是：1)该检测方法能直接对实际工作中的全封闭压缩机阀片颤振进行检测。2)该检测方法不破坏全封闭压缩机的结构，无需介入到压缩机内部进行检测。3)该检测方法实现简单，成本较低，检测速度较快。4)该检测方法适用于全封闭制冷压缩机制造的在线检测。

技术领域

本发明涉及压力信号测量、阀片振动检测、制冷系统测试以及数字信号时频处理等领域，具体涉及一种全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测方法。

背景技术

随着社会发展和人民生活水平的日益提高，制冷设备的使用范围日趋广泛，其耗电量占社会总耗电量的比例也越来越大。在提倡节能减排的大背景下，国家对制冷设备的能耗提出了更高的标准，作为制冷系统核心零部件的全封闭压缩机，其能效改善将成为研究的热点。全封闭制冷压缩机的工作循环分为吸气、压缩、排气、膨胀四个过程，各工作过程由吸排气阀片的自动启闭来控制，因此吸排气阀片工作时的性能状态直接影响压缩机的容积效率、功率消耗、产品寿命和振动噪声。

制冷压缩机由于采用全封闭往复式活塞结构，难以在其内部安装传感器来测量阀片的运动特性。目前，全封闭压缩机阀片运动特性的测量大部分都是在压缩机外进行的，测试阀片的工作条件通过模拟压缩机实际工况来实现，由此可见阀片的测试状态与实际工作是有区别的。另外，也有通过在封闭压缩机内安装微型位移传感器来测量阀片的运动，但此方法成本较高，破坏压缩机结构，而且也不适用于实际生产中的检测。综上所述，全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测技术，特别是在压缩机实际工作过程中的检测，已经成为制冷行业急需解决的技术问题。

发明内容

为了克服全封闭制冷压缩机实际工作中阀片颤振难以有效测量的技术瓶颈，本发明提供了一种基于压力脉动谐波分量测量的压缩机阀片颤振检测方法。

本发明的技术方案如下：

一种全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)压缩机压力信号的采集：通过压力传感器及数据采集器来采集全封闭制冷压缩机的吸气压力信号或排气压力信号，其中吸气阀片颤振检测时采集吸气压力信号，排气阀片颤振检测时则采集排气压力信号；

2)信号数据的预处理：利用软件低通滤波器对采集的信号进行滤波处理，隔离高频信号对检测方法的影响，再利用多项式最小二乘法去除压力波动对检测方法的影响；

3)信号数据的频谱变换：通过快速傅里叶变换将信号数据从时域变换到频域，获得压力信号的频谱图，包括表征压缩机旋转频率的压力脉动基频以及压缩机旋转频率的倍频；

4)计算压力脉动谐波的最大倍频值：对步骤3)中所述的频谱进行分析，计算压力脉动最高次谐波分量频率与基频的之间的倍频关系；

5)阀片颤振评判：压缩机阀片的颤振情况可以根据公式①来评价：

式中，H为步骤4)中所计算的压力脉动最高次谐波分量的倍频值，f为步骤3)中所述表征压缩机旋转频率的压力脉动基频，M为阀片不发生颤振启闭一次所产生压力脉动最高次谐波分量的倍频值，N为阀片颤振次数，K为阀片最后一次颤振的程度。

所述的一种全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测方法，其特征在于，所述步骤1)中数据采集器采用多通道16位高速采集卡，所述压力传感器采用高频响的绝对压力传感器，频率响应大于10kHz。

所述的一种全封闭制冷压缩机阀片颤振的检测方法，其特征在于，所述步骤1)中压力传感器安装在被测全封闭制冷压缩机排气管或吸气管的直段管路上，且靠近排气口或吸气口位置处。