[发明专利]一种水泵水锤故障诊断方法

说明书

本发明属于水泵水锤故障技术领域，具体涉及一种水泵水锤故障诊断方法。首先获取水泵测试工况下的时域振动信号，根据测试工况下的时域振动信号确定工频值，并构建正弦参考信号；然后将测试工况下的时域振动信号和构建的正弦参考信号输入至变分模式提取计算模型中，得到工频成分信号；接着将测试工况下的时域振动信号减去工频成分信号，得到目标信号；最后提取目标信号的水锤故障特征，并与水泵正常工况下的水锤故障特征进行比较，根据比较结果判断水泵是否发生水锤故障和/或水泵水锤故障的严重程度。本发明能够有效滤除工频成分信号及其谐频成分，从而准确提取水锤故障特征成分，有效诊断出定频及变频工况下水泵发生的微弱水锤故障。

技术领域

本发明属于水泵水锤故障技术领域，具体涉及一种水泵水锤故障诊断方法。

背景技术

目前，水泵在起动和停止时，水流会冲击管道，产生一种严重水击，水流对水泵产生一个压力。由于管道光滑，后续水流在惯性的作用下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的“水锤效应”。水泵发生水锤故障时常会给水泵带来灾难性的后果，可以破坏水泵，甚至引起水泵反转。

在水锤故障智能诊断时，由于水泵工频及其谐频成分等干扰信号的影响，往往会造成不平衡故障结论的误判结果。水泵在变频情况下，常规滤波方法难以滤除工频及其谐频成分，而且还有可能滤掉水锤故障特征成分，那么便造成水泵水锤故障诊断不准确。

发明内容

本发明提供了一种水泵水锤故障诊断方法，用以解决现有技术中的水泵水锤故障诊断不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

本发明提供了一种水泵水锤故障诊断方法，包括如下步骤：

1)获取水泵测试工况下的时域振动信号，根据测试工况下的时域振动信号确定工频值；

2)根据确定的工频值，构建正弦参考信号；

3)将测试工况下的时域振动信号和构建的正弦参考信号输入至变分模式提取计算模型中，得到工频成分信号；

4)将测试工况下的时域振动信号减去工频成分信号，得到目标信号；

5)提取目标信号的水锤故障特征，并与水泵正常工况下的水锤故障特征进行比较，根据比较结果判断水泵是否发生水锤故障和/或水泵水锤故障的严重程度。

上述技术方案的有益效果为：本发明首先基于工频值构建正弦参考信号，将测试工况下的时域振动信号和构建的正弦参考信号共同输入至变分模式计算模型中，以得到工频成分信号，然后将测试工况下的时域振动信号中工频成分信号滤除，得到较为纯净的水锤成分信号，对该水锤成分信号进行水锤故障特征提取，并与正常工况下的水锤故障特征进行比较，便可有效判断水泵是否发生水锤故障以及发生水锤故障的严重程度。该方法能够有效滤除工频成分信号及其谐频成分，从而准确提取水锤故障特征成分，有效诊断出定频及变频工况下水泵发生的微弱水锤故障，避免严重水泵严重水锤故障的发生。

进一步的，为了准确得到工频值以得到准确的工频成分信号，步骤1)中，采用如下手段以根据测试工况下的时域振动信号确定工频值：将测试工况下的时域振动信号进行傅里叶变换，得到测试工况下的频域振动信号；将测试工况下的频域振动信号中最大幅值处的频率值作为工频值。

进一步的，步骤2)中，构建的正弦参考信号具有如下特征：正弦参考信号的频率为所述工频值，正弦参考信号的幅值为所述测试工况下的频域振动信号中最大幅值的一半，正弦参考信号的相位为0。

进一步的，所述工频成分信号为：