[发明专利]基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法

权利要求书

1.一种基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：

建立了基于频率特征的环冷机漏风故障的离线诊断模型；

基于离线诊断模型在线对环冷机声音采集数据进行故障诊断；

建立了基于频率特征的环冷机漏风故障的离线诊断模型的步骤包括：

21)制作环冷机正常工作频谱样本集和漏风故障频谱样本集；

22)对比漏风故障频谱样本集与正常频谱样本集在不同频段上的强度差异，按照降序选出强度差异最大的k个频段，作为漏风故障特征频率集，记为F＝{f₁，…，f_k}，其中，f_i为第i个特征频率；

23)分析正常样本在特征频段中强度分布，采用统计参数估计的方法，按照人工设定的显著度α计算正常样本在特定频率f_i的强度分布置信上限UCL_i，将UCL_i作为该特征频率对应的强度阈值，从而得到特征频率对应的强度阈值集，记为TH＝{th₁，…，th_k}；

24)定义各特征频率对漏风故障的贡献率，记为Ω＝{ω₁，…，ω_k}，将特征频率f_i处的漏风故障贡献指标定义为表达式c_i＝G(s_i，th_i，ω_i)，定义环冷机漏风故障判据为其中s_i为当前样本在特征频率f_i处的声音强度；

基于离线诊断模型在线对环冷机声音采集数据进行故障诊断的步骤包括：

31)在环冷车间实时采集声音数据，通过采样和去噪，制备成成对的台车声音样本和风机声音样本；

32)对在线样本实时进行频谱分析，得到故障特征频率对应的台车声音强度集为S1_j＝{s1_j1，…，s1_jk}和风机声音强度集为S2_j＝{s2_j1，…，s2_jk}，其中，j为当前样本的序号，i为特征频率序号，s1_ji为当前样本第i个特征对应的台车声音强度，s2_ji为当前样本第i个特征对应的台车声音强度；

33)对当前样本，从台车声音频谱样本中滤除风机声音强度的影响；

34)计算当前样本在特征频率f_i处的漏风故障贡献指标c_ji＝G(s_ji，th_i，ω_i)，将每个特征频率对应的漏风故障贡献指标累加，得到第j个在线样本的环冷机漏风故障判据

35)利用环冷机漏风故障判据C_j对环冷机在第j个时刻是否发生漏风故障进行诊断。

2.如权利要求1所述的基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法，其特征在于，制作环冷机正常工作频谱样本集和漏风故障频谱样本集的步骤包括：

41)采集正常生产状况下和各种不同漏风情况下的台车声音数据和风机声音数据，通过采样和去噪，制备成离线建模样本，按照漏风故障情况，将样本集划分为正常数据集X_normal和漏风故障数据集X_fault，数据集中的台车声音样本和风机声音样本成对出现，并按照采集时间一一对应；

42)对正常数据集X_normal和漏风故障数据集X_fault分别进行时域-频域转换，得到正常工作频谱样本集和漏风故障频谱样本集。

3.如权利要求2所述的基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法，其特征在于，还包括下述步骤：43)在正常工作频谱样本集和漏风故障频谱样本集中，从台车声音频谱样本中滤除风机声音强度的影响，得到滤除风机干扰的正常工作频谱样本集和漏风故障频谱样本集。