[发明专利]自动获取旋转设备异常状态下转速的方法

说明书

本发明涉及旋转机械设备故障诊断技术领域，公开了自动获取旋转设备异常状态下转速的方法，通过先对加速度信号进行预处理，然后进行快速傅里叶变换得到其频谱，并利用频谱的峰值点得到若干备选1倍频，再利用备选1倍频求出对应的2倍频~10倍频，并根据10个倍频分量的幅值之和来判断出真实的1倍频，最终根据公式计算出旋转设备的转速。利用本发明方法能够自动获取转速值，避免了对于专业工程师经验的依赖，且计算方式更为便捷、准确。

技术领域

本发明属于旋转机械设备故障诊断技术领域，具体涉及一种自动获取旋转设备异常状态下转速的方法。

背景技术

旋转机械作为现代工业重要的机械设备，广泛应用于工业生产中。一旦旋转设备出现故障会造成巨大的经济损失。在大数据和人工智能的大背景下，对旋转设备进行预测性运维是当前各大企业发展的重点方向，在预测性运维领域内，常常需要准确地获取旋转设备异常状态下的转速，以用于判定设备的故障类型。

现阶段，转速的获取方法主要有两种。一种是通过加装转速传感器、电涡流传感器、光电转速传感器直接采集转速数据，但此种方法受成本因素、施工难度以及无线系统中转速测量困难等限制，很难在现场大规模应用。第二种是通过加装振动传感器采集振动信号，工程师再通过分析振动信号对应的频谱来确定设备的转速，在该种方法中，转速识别的准确性依赖于工程师的经验，主观性较强，且工程师还需对捕捉到的大量的振动信号进行观测、对比，工作量大，容易出错。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种自动获取旋转设备异常状态下转速的方法，至少能够部分的解决现有技术中存在的问题，为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

自动获取旋转设备异常状态下转速的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过加速度传感器获取旋转设备异常状态下的原始加速度信号；

S2、对步骤S1中原始加速度信号进行预处理；

S3、对步骤S2预处理后的信号进行快速傅里叶变换，得到加速度频域信号；

S4、对步骤S3中所得的频域信号中依次选取幅值的峰值排名前五名所对应的频率作为备选1倍频f_i,1(i＝1～5)，通过每个备选1倍频再计算出其所对应的2倍频f_i,2～10倍频f_i,10，以10个倍频分量的幅值之和最大的那个备选1倍频作为真实1倍频f_a；

S5、根据步骤S4获得的真实1倍频f_a按照公式RPM＝60*f_a计算得到设备的旋转速度RPM。

更进一步地，步骤S4中计算每个2倍频f_i,2～10倍频f_i,10的幅值时，实际是以相应的频率为中心点在对称的小区间上求得的幅值最大值作为计算值。

更进一步地，所述的对称小区间的宽度为0.2*f_i,1。

更进一步地，步骤S2中的预处理步骤包括隔直、加窗和滤波。

作为优选，隔直的具体方法是：先求出获取的原始加速度信号的均值，再让每个原始加速度信号减去该均值。

作为优选，所加的窗函数为汉宁窗。

作为优选，滤波器选择低通滤波器，且其截至频率f_c＝1kHz。

本发明相比现有技术具有以下明显的优点：

1、通过加装普通的加速度传感器获取加速度原始信号，即可进行转速估计，解决了受限于成本限制、施工难度等而无法加装转速传感器的问题。

2、能够自动的获取转速值，避免了对于专业工程师经验的依赖，且计算方式更为便捷、准确；