1.一种调节阀汽蚀诊断装置的调节阀汽蚀诊断方法,其特征在于,诊断装置包括待测系统管道、调节阀测试管路装置、信号测量装置、数据采集存储装置及数据诊断装置;
所述调节阀测试管路装置包括用于提高设定压力的多级离心泵(11)、调节多级离心泵扬程和转速的多级离心泵变频器(12)、恒温流体储蓄罐(1)及待测调节阀(3);
所述信号测量装置包括位于待测调节阀(3)阀前的流体流量检测装置(2)、位于待测调节阀(3)阀前的阀前流体压力检测装置(5)、位于待测调节阀(3)阀后的阀后流体压力检测装置(6)、流体压力检测装置(13)、位于待测调节阀(3)阀后的振动加速度传感器(7)、位于待测调节阀(3)阀后的NI声音传感器(8)及位于待测系统管道上的温度传感器(4);
所述数据采集存储装置(9)包括NI板卡以及控制器;
所述数据诊断装置(10)基于labview编写,处理采集到的加速度传感器信号以及NI声音传感器信号,运用多传感器信息融合分析评估汽蚀发生程度;
诊断方法,包括以下步骤:
步骤1:信号测量装置中,阀前流体流量检测装置(2)测量信号为Q,阀前流体压力检测装置(5)测量信号为压力P1,阀后流体压力检测装置(6)测量信号为P2,阀后振动加速度传感器(7)测量信号为加速度输出电压Az,阀后NI声音传感器(8)测量信号声压S,流体压力检测装置(13)测量信号为流体临界压力PC,位于待测系统管道上的温度传感器(4)测量信号为温度T,查询温度‑饱和蒸汽压对照表得到当前温度下的饱和蒸汽压;
步骤2:求取当前管路系统中调节阀发生阻塞流时的最小出口压力:
2.1:首先求取当前调节阀工况条件下的压力恢复系数FL:在非阻塞流情况下,通过固定阀前压力P1,改变阀后压力P2,流体最大极限值Qmax,此时阀后压力为P2max,当前流体密度ρ,饱和蒸汽压为Pv,液体临界压力PC,液体临界压力比系数 通过计算得出FL;并将该工况参数存储进数据诊断装置,此时所记录的FL为汽
蚀初始发生的压力恢复系数;
2.2:通过已知的非阻塞流情况下流体最大极限值Qmax、FL、ρ、P1、P2参数,使用计算得出发生阻塞流时的最小出口压力Pvcr;
步骤3:固定阀前流体压力P1,改变阀后流体压力P2,得到不同工况下的P1、P2、Az、S、Q数据,通过labview编写程序,将加速度输出电压Az值作均方根值处理,得到振动加速度有效值,将声音传感器电信号作均方根值处理,再将声音有效值电信号转换成分贝值;
所述步骤3中根据所得振动加速度有效值数据,运用EMD经验模态分解将振动信号分解为不同频段范围的模态分量,再对每个IMF分量的能量进行归一化处理,用相对能量来表示不同频率段的能量变化;观察到从无汽蚀到初始汽蚀的低阶特征频带信号的能量占比会随之减小,无高阶模态特征频带信号;在汽蚀加剧工况中,低阶模态特征频带信号的能量占比之和继续减小,出现高阶模态能量占比并且占比较高的现象,整个汽蚀加剧工况的频段能量图分布较广;到闪蒸阶段,低阶模态特征频带信号的能量占比较之前一阶段会增加,高阶模态能量占比减少;整个汽蚀发展过程中,低阶特征频带信号的能量占比先减小到汽蚀加剧工况再增大,高阶特征频带信号的能量占比先增加至汽蚀加剧工况再减小;
步骤4:基于以上步骤所得工况参数,根据 在调节阀前后压差满足:Δ
2
P=(P1‑P2)≥FL (P1‑Pvcr)时,表示汽蚀发生,并在Matlab软件中作图处理数据,显示诊断结果;
所述步骤4中显示诊断结果如下:当振动加速度有效值信号以及声音分贝值变化都平缓时,并且满足压差条件,当此三个条件同时达到时,没有汽蚀发生;当振动有效值和声音分贝值同时大幅度上升时,初始汽蚀产生,此时两者曲线斜率都比较大,曲线较陡峭;当振动有效值和声音分贝值同时达到最大值时,汽蚀现象最为剧烈;随后,振动加速度和声音分贝值曲线同时呈下降趋势,进入阻塞流阶段。