泄漏故障的发生没有明显规律

将煤炭燃烧后的粉尘灰烬经清水冲洗后形成灰水置于浓缩池中分离出漂珠，沉淀后的泥浆经浓缩池下浆门进入供料母管，与用于清洗的水一起由母管输送到柱塞泵房，然后通过柱塞泵将灰水升压后输送到远处灰库中处理。在这个过程中，起升压作用的柱塞泵的工作转速和产生的水压都很高，非常容易磨损而泄漏。泄漏故障的发生没有明显规律，间隔时长时短，发生初期也没有异常。对柱塞泵泄漏故障的实时检测，还没有有效可靠的方法，目前只能由有经验的工人贴在机器旁边仔细聆听才能检测出故障。本文基于这个工程背景，选择柱塞泵工作时发出的声音作为检测信号，通过对不同工作状态下声音信号样本在时域和频域上的分析研究，提取了泄漏故障发生时的特征，用时域和频域结合的方法设计了在线检测方法。声音样本特征分析柱塞泵在工作时阀芯按照一定的频率运动，并周期性地与阀座碰撞，引起泵体的振动，发出声周期性变化的声波。泄漏发生时，由于负载的变化引起声波的一些特征变化，同时还伴随微弱的泄漏声。综合一些常用的故障检测信号如压力、振动、声音等在本系统中的可操作性、有效性等因素，并结合工厂人工检测的经验，确定利用声音信号进行在线故障检测。通过正常工作时不同时段的样本以及正常和故障样本之间的时域和频域特性的对比分析，得到了以下结论：灰水的成分复杂，物理性质经常变化，采集的声音信号在不同时段有一些改变，但这种变化的速度远远低于声音振动的速度，因此可视为短时平稳过程处理，在适当时间片内，其频谱特性和某些物理特征参量可近似地看作不变。泄漏时声波的时域波形变化非常微小，被声波变化的非平稳性和环境噪声淹没，而频域功率谱上峰值频率发生了较明显偏移。功率谱峰值对应于振动的基音频率及低次谐波，主要集中在低频段。样本的短时自相关函数的第一个最大峰值出现的位置是声波的基音频率，该值受泄漏影响较小，而当皮带打滑、环境噪声较大时会影响这个值。时域下的短时能量反映了一帧声音信号所含的总能量大小，可以根据设定的阈值判断柱塞泵是否运转。