检测活塞机中与流体作用部件相关的故障的方法技术

一种检测活塞机（１）的与流体作用部件相关的故障的方法，所述方法包括：将振动传感器连接到所述活塞机（１）的至少一个阀块（１４’、１４”、１４”’）上或者至少一个阀块（１４’、１４”、１４”’）附近；测量所述阀块（１４’、１４”、１４”’）的振动；将从所述振动传感器（１６’、１６”、１６”’）获得的振动信号提供给人或计算机进行分析；以及分析关于揭示与所述活塞机（１）的流体作用部件相关的故障的所述信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种检测活塞机中与的流体作用部件(fluid affectedcomponent)相 关的故障。本专利技术尤其涉及这样一种检测活塞机中与的流体作用部件相关的故障的方法， 所述方法包括 将振动传感器连接到所述活塞机(1)的至少一个阀块上或者连接到至少一个阀 块附近； 测量所述阀块的振动； 将从所述振动传感器获得的振动信号提供给人或计算机进行分析；以及 分析与揭示所述活塞机中的泄漏相关的信号。
技术介绍
术语流体作用部件涉及与流过活塞机的流体相接触的部件。典型的流体作用 部件有入口阀和排出阀、活塞以及密封件。 检测与活塞机(为了简单起见，下文中将其称为泵)相关的泄漏、对它们进行定位 和量化，对于最小化与阀门和活塞故障相关的成本及维修时间很重要。目前的实践没有对 定位泄漏提供可靠方法。 一个或多个阀门或活塞中的泄漏将会导致容积效率的下降。如果 泵以恒速运转，那么这种效率的下降还会导致平均排放压力的下降。但是，压力的下降也可 以是泵外部的泄漏所致，甚至是与泄漏无关的流体阻力(flow resistance)降低所致。这 种流体阻力的降低可以因为温度和粘性的变化而产生，或者因为一个或多个限流器的旁路 而产生。因此，不能利用压力下降来定位泄漏。 泵的部件的其他故障影响流动。坏的阀门弹簧会造成相关阀门闭合较晚，从而降 低泵的容积效率。 熟练工人有时候能够通过用简单的听诊器(stethoscope)聆听泵的声音来定位 故障(例如阀门泄漏)，听诊器的形式通常是在阀块与人耳之间放置的螺丝刀或木棍。但是 这种方法有很多缺点，例如 ——即使是训练有素的工作人员，定位也不可靠。 ——通常不可能区分入口阀与排出阀。 ——几乎不可能检测因为坏的阀门复位弹簧造成的延迟阀门闭合。 ——工作人员必须在危险的地方进行诊断，因为他/她必须在泵运转时非常靠近它。 ——工作人员还要暴露在有害的强声压水平下，泵附近的声压常常超过100dBA。 ——诊断是耗时的。 ——只能以一定的间隔进行检查。 通过多种效应表明阀门或活塞中的泄漏本身能被各种传感器提取。因为不断增加 的泄漏而产生的最显著的变化是 ——假设压力的损失不能通过泵浦速率的增加得到补偿，则排放压力开始下降。 ——泵的排放压力开始以等于泵旋转周期的周期循环变化。 ——泵的吸入压力也开始以相同的周期循环变化。 ——低频振动和循环振动增加，特别是在软管(高压软管和低压软管两者)上增 加。 ——泄漏源附近的泵的高频振动水平增加。 现有技术包括利用前面四个特征来检测泄漏的多种方法。根据美国专利5720598， 利用及时测得的至少一个泵的压力并结合泵的旋转速度，来确定和分析用于确定是否存在 缺陷以及缺陷类型的泵谐波。然后确定有缺陷的特定泵单元。 专利文献WO 03/087754描述了一种利用主动速率变化测试与谐波分析的组合来 对泄漏进行量化和定位的方法。 经验表明，这些现有技术方法在场环境(field environment)下效果不能令人满 意。特别是难以精确指出阀门的实际泄漏位置。 如上所述，通过有缺陷的阀门在相反方向流动的泄漏会在阀块中产生高频振动。 这种振动可以通过放在泄漏源附近(例如阀块外表面上)的加速计来提取。 美国专利5650943描述了一种利用将变换器(transducer)放置在阀门系统中 适当位置的便携设备来获得声音信号的方法。信号通过快速傅立叶变化转换为阀门标记 (valve signature)。这禾中变化标记方法(differential signaturemethod)用于石角定阀门泄漏。该方法包括将从实际阀门获得的信号与存储信号作比较，其中，存储信号是从之前制 作的数据库获得的。该方法被设计为用于检测静态阀门(也就是通常具有稳态流率的流体 通过的阀门)中的泄漏。该方法不是被设计为用于检测检查阀门(用于调整活塞机中的流 动)中的泄漏。因此这种方法不能区别阀块中的入口阀与排出阀的泄漏。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服或减少现有技术中的至少一个缺点。 根据本专利技术，通过下面的说明书和所附权利要求书公开的特征来实现上述目的。 根据本专利技术的一种检测活塞机的与流体作用部件相关的故障的方法包括 将振动传感器连接到所述活塞机(1)的至少一个阀块上； 测量所述阀块的振动； 将从所述振动传感器获得的振动信号提供给人或计算机进行分析；以及 分析关于揭示所述活塞机中的与流体作用部件相关的故障的所述信号。 可能的故障包括通过泵的活塞或阀门的泄漏，以及由于坏的或松弛的阀门弹簧导致的阀门延迟闭合。 形式为加速计的振动传感器非常适合于提取振动的加速度。本领域普通技术人员 都知道，来自泄漏阀门的空气声(airborne sound)用耳朵或者普通的麦克风几乎听不见或 者几乎检测不到。原因是由于这种声音发出来的较少，而泵在运转时经常遇到很高的背景 噪声水平。但是测试表明，通过耳机或扬声器转换为声音的加速计信号非常适合于泄漏的 检测和定位。为了抑制来自其他源头的振动，可选择地将振动传感器的加速度信号进行带 通滤波。经验表明，泥泵阀门中的泄漏会产生宽频率范围的振动，与白噪声振动区别不大。 作为比较，来自其他源头的背景振动主要是低频和中频，典型地达到lkHz。因此可选择的带通滤波器应当覆盖从3kHz到15kHz的三重波带，即泄漏引起的振动相对更加明显的波带。 随着泵速度和排放压力的增加，测得的振动强度迅速增加。优选地，振动信号的幅度被放大(scale)以反映这个特征。 当例如通过扬声器发出振动信号时，振动信号特别适合于通过人耳进行的泄漏识别。当如上所述处理信号并且充分滤除很大程度的扰动噪声之后，相对而言耳朵也容易识别泄漏的严重性。 振动信号可以是未经处理的形式也可以是经过处理的形式，振动信号通过不同的方式被提供给工作人员以确定哪个阀门泄漏，哪个阀门没有泄漏。 工作人员可以实时聆听不同的阀块。通过使用耳机或者扬声器系统，以及每次选择一个振动传感器(阀块)的开关，可以远程实现这种聆听。工作人员不需要很多训练，就能很快确定泄漏在哪个阀块上逐渐形成。可选择地包括音量和均衡器滤波器调节，以使得泄漏声音更加明显。 工作人员可以聆听振动信号的记录。这种方法提供了以较慢的速度回放的可能性，从而使得泄漏声音对人耳来说更加明显。另一优点是，声音文件可容易地从记录设备输出到远距离处。 或者，可以将振动信号在曲线图中直观化，曲线图包括所有阀门模块的信号。当将信号适当并且同等地在曲线图上放大时，工作人员容易确定泄漏的一个或多个阀门的位置。 对信号的进一步处理可提高完好的阀门与泄漏的阀门之间的对比。这种信号处理的实例为对信号幅度的对数縮放以及显示波谱与时间关系的波谱分析。 同样地，对于音频选项，信号的直观化既可以是实时的，也可以基于所记录数据的文件。 优选地，所述方法还包括 将传感器连接到所述活塞机上，以提供用于计算至少一个活塞机的旋转速度或轴位置的至少其中一个的信号； 计算所述活塞机的角速度和轴位置；以及 将所述振动传感器的信号与所述活塞机的所述轴位置联系起来，以揭示轴旋转的哪个角度部分对应于泄漏振动。 因为始终知道泵的轴位置，所以可采用更先进的滤波技术，在不同的角度部分更有效地抑制阀门关闭/打开的影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测活塞机（１）的与流体作用部件相关的故障的方法，其中所述方法包括：将振动传感器连接到所述活塞机（１）的至少一个阀块（１４’、１４”、１４”’）上或者连接到所述至少一个阀块（１４’、１４”、１４”’）附近；测量所述阀块（１４’、１４”、１４”’）的振动，其特征在于所述方法进一步包括：将所获得的振动信号提供给人或计算机进行分析；以及分析关于揭示所述活塞机（１）的与流体作用部件相关的故障的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NO 2007-4-30 20072230一种检测活塞机(1)的与流体作用部件相关的故障的方法，其中所述方法包括将振动传感器连接到所述活塞机(1)的至少一个阀块(14’、14”、14”’)上或者连接到所述至少一个阀块(14’、14”、14”’)附近；测量所述阀块(14’、14”、14”’)的振动，其特征在于所述方法进一步包括将所获得的振动信号提供给人或计算机进行分析；以及分析关于揭示所述活塞机(1)的与流体作用部件相关的故障的信号。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括将传感器(22)连接到所述活塞机(1)上，以提供用于计算至少一个所述活塞机(1)的 旋转速度或轴位置至少其中之一的信号；计算所述活塞机(1)的所述轴位置；以及将所述振动传感器(16'、16、 16')的振动信号与所述活塞机(1)的所述轴位置联系 起来，以揭示轴旋转角度的哪个角度部分对应于与所述流体作用部件相关的故障。3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述方法还包括当振动在所述活塞机1的机轴24)的角度a与角度|3之间持续时，确定所述故障是 入口阀(8'、8、8')中的泄漏。4. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥厄许林斯塔德，
申请(专利权)人：挪威国立奥伊威尔有限公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]