[发明专利]一种往复压缩机环状气阀的故障诊断方法

摘要

本发明主要涉及一种往复压缩机环状气阀的故障诊断方法。该方法的核心是基于线性插值的均值分解方法对往复压缩机环状气阀的振动信号进行故障诊断分析。本发明采用该方法对正常状态与不同故障状态下的气阀振动信号进行分解，得出信号的各组PF分量；提取各PF分量的各项特征参数，对比正常状态与不同故障状态下的各特征参数值，得出反映不同故障的对应特征参数，从而实现往复压缩机的故障诊断。

主权项

1.一种往复压缩机环状气阀的故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，采集往复压缩机环状气阀运行时的原始振动信号x(t)，确定原始振动信号x(t)中所有的极值点ni，所述极值点ni包括极大值点和极小值点；步骤2，计算相邻极值点ni和ni+1的局部均值mi和包络估计值ai，计算方法如下：步骤3，将所有相邻的局部均值mi的对应点用直线相连并采用线性插值法得到原始振动信号x(t)的局部均值函数m1(t)，另外将所有相邻的的包络估计值ai的对应点用直线相连并采用线性插值法得到原始振动信号x(t)的包络估计函数a1(t)；步骤4，将局部均值函数m1(t)从原始振动信号x(t)中分离出来，得到剥离函数h1(t)，计算公式为：h1(t)＝x(t)‑m1(t)；步骤5，通过包络估计函数a1(t)对剥离函数h1(t)进行解调，得到调频信号s1(t)，计算公式为：s1(t)＝h1(t)/a1(t)；步骤6，判断s1(t)是否为纯调频信号，判断方法是把s1(t)当作原始信号，按照所述步骤1～步骤3的方法计算出s1(t)的包络估计函数a2(t)，判断是否满足1‑Δ≤a2(t)≤1+Δ，若不满足，则将s1(t)作为原始信号继续重复上述步骤4～步骤5，直到得到纯调频信号sn(t)为止，如此循环的迭代终止条件为：1‑Δ≤an+1(t)≤1+Δ时，其中Δ＝10‑5～10‑9；步骤7，将迭代过程中所产的全部包络估计函数相乘，得到包络信号a(t)，即：步骤8，将包络信号a(t)和最终得出的纯调频信号sn(t)相乘得到PF分量PF1(t)：PF1(t)＝a(t)sn(t)；步骤9，从振动原始信号x(t)中将第一个PF分量PF1(t)分离出来后，得到剩余信号u1(t)：u1(t)＝x(t)‑PF1(t)；并将u1(t)作为原始信号并按照以上步骤1～步骤8的方法对其进行分解，直到第k次分解得到的剩余信号uk(t)为单调函数为止，最终原始振动信号x(t)表示为k个PF分量和余量uk(t)之和：步骤10，提取各PF分量PFj(t)的特征参数，求得各PF分量偏度系数gj、峭度系数qj以及总能量Ej，具体计算公式如下：式中N表示振动信号点总数量，PFj(ti)表示第j个PF分量第i个振动信号点对应的分量信号值，u表示各PF分量信号的平均值，σ表示各PF分量信号的标准差。