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专利号: 2018107739351
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪,其特征在于:这种输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪利用LabVIEW平台将进行噪声样本采集模块、信号调理模块、信号分析模块、单频特征提取、噪声故障判断模块、人机界面整合,实现输油泵机组整体运行噪声检测及故障判定;噪声样本采集模块包括多个声压传感器、数据采集卡,输油泵机组设置多个采样点,每个采样点安装一个声压传感器,声压传感器距输油泵机组装置1-3cm,采取近点声源采集,各声压传感器连接数据采集卡,用于输油泵机组运行噪声样本的采集;信号调理模块用于实现输油泵机组运行噪声信号的放大;信号分析模块用于实现待测信号的时域波形和幅频特性分析显示,带通滤波将电磁噪声的主频噪声确定上下限截止频率,实现弱噪声从强噪声中的分离;单频特征提取完成从电磁噪声中提取反映主频噪声单频特征,将幅值最高的前N个单频信号进行解绑经过修正计算得到相应的幅值、噪声A声级;

噪声故障判断模块对电磁噪声进行判断,将所提取的单频数组进行解绑,对数组中元素进行判定:首先判定在单频数组中是否存在单频信息频率在2f0附近处,再对时域波形进行脉动周期分析,查看时域波形图的脉动周期是否接近1/2sf0,如果两项都不存在,说明电机气隙在正常值范围之内;当所测频谱中仅存在脉动周期接近1/2sf0的情况,判定产生气隙动态偏心,选取单独的带通滤波器对50-150Hz频率进行单频提取;当电磁噪声频率在2f0附近处存在明显单频信息,且幅值较高但时域脉动周期属于正常,则判定气隙产生静态偏心;如果两项都存在,判定电机产生气隙混合偏心,立即报警。

2.根据权利要求1所述的输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪,其特征在于:所述的步单频特征提取的具体方法:

对采集的数据进行调理分析之后,根据噪声频谱图进行数据处理,将单位时间噪声发生频谱视作多个单频信号的叠加信号,将叠加的单频信号进行混合提取,混合单频信息包括此单频的发生频率和幅值大小,再按照幅值大小将所述单位时间内幅值最大的N个混合单频信息进行提取,将提取出的N个混合单频信息存放到数组中,再将数组中的单频信息解绑,进行数据处理;噪声的单频信息进行提取过后,根据噪声幅值计算出噪声信号的瞬时声级LA,LA=20lg(5×104U)-20lgS   (1)

式中S为声压传感器灵敏度,u(t)表示声压信号经过声压传感器转化为电压信号的瞬时电压值,U表示u(t)的均方根值;

根据A计权网络进行修正计算得到A声级,经修正计算得到的瞬时声级作为噪声真实声压级,A计权网络修正计算公式:

式中的f1、f2、f3和f4分别为20.6Hz、107.7Hz、737.9Hz和12194Hz,将数值代入公式(3),得到瞬时声级表达式:LAt=20lg(5×104U)-20lgS+A(f)   (4)

根据上述的瞬时声级,得到等效声级公式,

3.根据权利要求2所述的输油泵机组电磁噪声自动监测分析仪,其特征在于:所述的信号分析模块进行信号分析时,将LabVIEW平台默认的连续噪声输出波形时域波形转化为频率波形图,在生成的频域波形图中,对噪声的幅值、声压级、频率进行提取和检测;将噪声分为低频噪声和高频噪声,采用分段滤波的方式,选用两组带通滤波器,将10-500Hz频段定义为低频段噪声频率,将500-2000Hz定义为中高频段噪声频率,根据滤波器得出的数据建立相应的噪声频谱图。