【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于检测流体系统中的液压冲击的方法和设备。
技术介绍
1、液压冲击，通常也称为水锤或流体锤，是指当运动中的流体(特别是液体)被迫突然停止、改变方向或以其他方式经受动量的突然变化时引起的压力波动或压力波。例如，当管道中的阀突然关闭，导致压力波沿着管道传播时，流体系统中可能发生液压冲击。
2、流体系统通常包括一个或多个泵，并且液压冲击是泵故障的常见原因。持续经受液压冲击的泵可能最终遭受疲劳磨损。如果液压冲击事件足够强力，则甚至单个事件也会损坏泵。除了泵之外，液压冲击事件还会对流体系统的其他部分(例如，传感器等)造成严重损坏。液压冲击还可能在流体系统中引起噪声和振动，甚至可能导致管道破裂或坍塌。
3、在这样的背景下，一般期望能够监测液压冲击事件发生的频率和/或严重程度。基于这种监测，可以调整流体系统的操作程序，或者可以实施其他对策，以避免或至少降低未来液压冲击事件的频率和/或严重程度。
4、期望的是，液压冲击的检测可以在没有需要与在流体系统中正在输送的流体直接接触的传感器的情况下进行，特别是在没有测量流体压力的压力传感器的情况下进行。这是期望的，因为需要与输送的流体接触的传感器有被它们旨在检测的液压冲击事件损坏的风险。此外，在不依赖于这种传感器的情况下，检测设置更容易实现且更容易维护。
5、us2021/215645a1公开了一种用于生成蒸汽管道中的水锤事件的警报的机制，该机制包括：对耦接到蒸汽管道的加速度计进行采样以提供加速度计数据；确定加速度计数据满足或超过阈值；以及至少部
6、在这样的背景下，仍然期望提供一种用于检测流体系统中的液压冲击的改进的或至少替代的方法和/或设备。一般还期望提供一种用于检测液压冲击事件的准确、稳健、快速且具有成本效益的方法和/或设备。
技术实现思路
1、根据一个方面，本文公开了用于检测流体系统中的液压冲击事件的设备的实施例，该设备包括振动传感器和处理单元，该振动传感器可操作以输出指示感测到的流体系统的一个或多个部件的振动的振动传感器信号，并且该处理单元被配置为：
2、-从振动传感器信号获得振动速度信号，该振动速度信号指示流体系统的该一个或多个部件的振动速度；
3、-检测该振动速度信号中的一个或多个峰值；以及
4、-将检测到的峰值中的一个或多个分类为液压冲击事件。
5、专利技术人已经认识到，可以基于振动速度信号中检测到的峰值而不是检测另一种类型的振动信号(例如，加速度信号)中的峰值来更可靠地对流体系统中的液压冲击事件进行检测和分类。特别地，可以更可靠地检测水锤事件的严重程度，这有助于将检测到的峰值分类为液压冲击事件，例如分类为具有至少最小严重程度的液压冲击事件。
6、为此，在一些实施例中，振动传感器是被配置为感测振动速度的振动速度传感器。因此，振动传感器信号表示振动速度信号，并且获得振动速度信号包括从振动传感器接收振动速度信号。
7、在其他实施例中，振动传感器是加速度计，该加速度计可操作的以感测流体系统的一个或多个部件的加速度，从而提供测量振动的稳定手段。因此，振动传感器信号表示振动加速度信号，并且获得振动速度信号包括从振动传感器接收振动加速度信号，并且例如通过将振动加速度信号相对于时间进行积分，将接收到的振动加速度信号变换为振动速度信号。
8、在一些实施例中，设备被配置为响应于检测到振动速度信号中满足一个或多个触发标准(特别是指示检测到的峰值的显著性或检测到的液压冲击事件的严重程度的一个或多个触发标准)的峰值来检测液压冲击事件，从而避免引起不必要的警报。
9、触发标准的示例包括幅度，特别是检测到的峰值的幅度超过最小阈值。触发标准的其他示例包括检测到的峰值的持续时间和/或上升时间(attack time)和/或衰减时间小于对应的阈值或落入特定范围内。可替代地或附加地，可以使用指示峰值的显著性和/或液压冲击事件的严重程度的其他触发标准，例如其他上升特性和/或衰减特性。检测到的峰值的幅度可以被确定为例如与其中已检测到峰值的信号的基线水平相比的峰值振度。基线水平可以是该信号在适当的时间窗口内的平均值。峰值幅度的其他度量包括检测到的峰值下方的面积。专利技术人已经发现，基于对振动速度信号中具有超过预定阈值的幅度的峰值的检测，可以获得对液压冲击事件的计算高效、稳健且可靠的检测。
10、在一些实施例中，处理单元还被配置为计算液压冲击事件的严重程度的度量。液压冲击事件的严重程度的可靠度量是通过流体传播的压力波的幅度。然而，期望在不需要压力测量的情况下评估液压冲击事件的严重程度。因此，在一些实施例中，处理单元还被配置为根据振动速度信号计算液压冲击事件的严重程度的度量。特别地，专利技术人已经发现，测得的振动速度的幅度与液压冲击事件期间压力波的峰值压力强相关，并且因此可以用作液压冲击事件的严重程度的另一个可靠度量，特别是不需要压力测量的度量。因此，如上面在用于将检测到的峰值分类为液压冲击事件的触发条件的背景下所描述的，液压冲击事件的严重程度的计算出的度量可以是振动速度信号中检测到的峰值的幅度的度量，例如，峰值的振幅或峰值的幅度的另一个度量。严重程度的度量的计算可以作为将检测到的峰值分类为液压冲击事件的一部分来执行。特别地，分类可以基于严重程度的计算出的测量。或者，将检测到的峰值分类为液压冲击事件可以与严重程度的度量的计算分开且独立地执行。例如，分类可以使用不是基于液压冲击事件的严重程度的触发标准。
11、一般来说，振动加速度信号可以是表示作为时间的函数的与振动相关联的感测到的加速度的信号。类似地，振动速度信号可以是表示作为时间的函数的感测到的振动的振动速度的信号。振动速度是其振动由振动传感器感测的部件的位置的变化率。振动速度可以表示为每单位时间的位移，例如以米/秒为单位表示。特别地，振动加速度信号可以是振荡加速度信号。类似地，振动速度信号可以是振荡速度信号。在一些实施例中，变换包括将加速度信号积分成振动速度信号。
12、在一些实施例中，获得振动速度信号包括高通滤波，以便抑制振动速度信号的缓慢变化，即，振动速度信号可以是经高通滤波的振动速度信号，特别是经高通滤波的振荡振动速度信号。在振动传感器是加速度计的实施例中，可以对振荡加速度信号和/或振荡振动速度信号执行高通滤波。
13、在一些实施例中，振动速度信号可以是指示振荡振动速度信号的振幅的振动速度振幅信号。特别地，振动速度振幅信号可以指示振荡振动速度信号的包络，特别是经高通滤波的振荡振动速度信号的包络。
14、因此，获得振动速度信号可以包括执行包络计算以获得振动速度振幅信号。特别地，在振动传感器是生成振动加速度信号的加速度计的实施例中，获得振动速度信号可以包括对振动加速度信号进行积分并执行包络计算以获得振动速度振幅信号。积分和/或包络计算可以包括高通滤波和/或另一种类型的滤波。因此，处理单元可以被配置为：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检测流体系统中的液压冲击事件的设备，所述设备包括振动传感器和处理单元，所述振动传感器能够操作以输出指示感测到的所述流体系统的一个或多个部件的振动的振动传感器信号，并且所述处理单元被配置为：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理单元还被配置为根据所述振动速度信号计算所述液压冲击事件的严重程度的度量。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述振动传感器是被配置为感测振动速度的振动速度传感器，其中，所述振动传感器信号表示振动速度信号，并且其中，获得所述振动速度信号包括从所述振动速度传感器接收所述振动速度信号。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述振动传感器是加速度计，所述加速度计是能够操作以感测所述流体系统的所述一个或多个部件的加速度，其中，所述振动传感器信号表示振动加速度信号，并且其中，获得所述振动速度信号包括接收所述振动加速度信号，并且将接收到的振动加速度信号变换为所述振动速度信号。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述处理单元被配置为响应于所述检测到的峰值中的一个或多个满足一个或多个触发标
6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，获得所述振动速度信号包括执行包络计算以获得振动速度振幅信号，所述振动速度振幅信号指示作为时间的函数的振荡振动速度的振幅；并且其中，所述处理单元还被配置为：
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述流体系统包括泵组件，所述泵组件包括泵和泵马达，其中，所述设备还包括用于监测所述泵的泵速度和/或所述泵马达的马达频率的装置，并且其中，所述处理单元被配置为：
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述处理单元被配置为响应于所述振动速度信号中检测到的峰值与所述监测的泵速度和/或马达频率的检测到的变化具有预定的时间关系，将所述振动速度信号中所述检测到的峰值分类为液压冲击事件。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中，所述处理单元被配置为：
10.一种用于检测流体系统中的液压冲击事件的计算机实现的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于检测流体系统中的液压冲击事件的设备，所述设备包括振动传感器和处理单元，所述振动传感器能够操作以输出指示感测到的所述流体系统的一个或多个部件的振动的振动传感器信号，并且所述处理单元被配置为：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理单元还被配置为根据所述振动速度信号计算所述液压冲击事件的严重程度的度量。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述振动传感器是被配置为感测振动速度的振动速度传感器，其中，所述振动传感器信号表示振动速度信号，并且其中，获得所述振动速度信号包括从所述振动速度传感器接收所述振动速度信号。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述振动传感器是加速度计，所述加速度计是能够操作以感测所述流体系统的所述一个或多个部件的加速度，其中，所述振动传感器信号表示振动加速度信号，并且其中，获得所述振动速度信号包括接收所述振动加速度信号，并且将接收到的振动加速度信号变换为所述振动速度信号。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述处理单元被配置为响应于所述检测到的峰值中的一个或...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·尼尔森，J·T·达姆高，
申请(专利权)人：格兰富控股公司，
类型：发明
国别省市：
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