[发明专利]机械密封信号分析及故障诊断方法、装置与设备

说明书

本申请涉及一种机械密封信号分析及故障诊断方法、装置与设备。所述方法包括：获取目标机械密封设备的频谱矩阵，频谱矩阵包括各短时波对应的频谱数据向量；根据预设的降维算法，对各短时波对应的频谱数据向量进行降维处理，得到每个短时波对应的预设数目个目标数据；针对每个短时波，根据预设的评分规则，对该短时波对应的目标数据进行评分处理，得到该短时波对应的评分向量；将各短时波对应的评分向量输入至的机器学习模型，输出目标机械密封设备的工作状态。

技术领域

本申请涉及声发射和信号处理等技术领域，特别是涉及一种机械密封信号 分析及故障诊断方法、装置与设备

背景技术

目前，机械密封作为一种高性能轴端密封形式，广泛应用于石化、航天航 空及核能等领域。机械密封设备在工作过程中，技术人员无法实时获取其内部 的状态信息，导致机械密封易发生突发性失效，并且难以诊断故障原因，因此， 亟需一种机械密封故障诊断的方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种机械密封信号分析及故障诊 断方法、装置与设备

第一方面，提供了一种机械密封信号分析及故障诊断方法，所述方法包括：

获取目标机械密封设备的频谱矩阵，所述频谱矩阵包括各短时波对应的频 谱数据向量；

根据预设的降维算法，对所述各短时波对应的频谱数据向量进行降维处理， 得到每个短时波对应的预设数目个目标数据；

针对每个所述短时波，根据预设的评分规则，对该短时波对应的目标数据 进行评分处理，得到该短时波对应的评分向量；

将各所述短时波对应的评分向量输入至机器学习模型，输出所述目标机械 密封设备的工作状态。

作为一种可选的实施方式，所述获取目标机械密封设备的频谱矩阵，包括：

根据预设的采样周期，对所述目标机械密封设备的声发射信号进行采样， 并根据预设采样点的数目将该声发射信号划分为多个短时波；

针对每一短时波，根据该短时波上各采样点的电压值，确定该短时波对应 的电压值向量，并根据预设的频谱转换算法，将所述电压值向量转换为频谱数 据向量；

根据所述各短时波对应的频谱数据向量和预设的矩阵构建规则，构建所述 频谱矩阵。

作为一种可选的实施方式，所述根据预设的频谱转换算法，将所述电压值 向量转换为频谱数据向量之后，所述方法还包括：

对所述频谱数据向量进行平滑化预处理，得到预处理后的频谱数据向量；

所述根据所述各短时波对应的频谱数据向量和预设的矩阵构建规则，构建 所述频谱矩阵，包括：

根据所述各短时波对应的所述预处理后的频谱数据向量和预设的矩阵构建 规则，构建所述频谱矩阵。

作为一种可选的实施方式，所述频谱转换算法为快速傅里叶算法。

作为一种可选的实施方式，所述降维算法为主分量分析法或非负矩阵分析 法。

第二方面，提供了一种机械密封信号分析及故障诊断装置，所述装置包括：

转换模块，用于获取目标机械密封设备的频谱矩阵，所述频谱矩阵包括各 短时波对应的频谱数据向量；

分析模块，用于根据预设的降维算法，对所述各短时波对应的频谱数据向 量进行降维处理，得到每个短时波对应的预设数目个目标数据；

评分模块，用于针对每个所述短时波，根据预设的评分规则，对该目标短 时波对应的目标数据进行评分处理，得到该目标短时波对应的评分向量；