Способ диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса по анализу сигналов тока Российский патент 2025 года по МПК F04D17/08 

Область техники

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к диагностированию технического состояния электрического центробежного насоса, и может быть использовано для мониторинга текущего технического состояния центробежных насосов сложных технических систем предприятий с непрерывным циклом производства. В частности, механизмов и элементов центробежного насоса с нанесенным на рабочую поверхность многофункциональным покрытием из композиционных материалов на базе фаз с многокомпонентной основой, с целью повышения эксплуатационных характеристик (износостойкость, коррозионностойкость, жаропрочность и др.) для горнодобывающей, нефтегазовой, металлургической и машиностроительной промышленности.

Уровень техники

Известен способ диагностики технического состояния центробежного насоса (патент SU №1765528, публ. 19.06.1989, МПК F04D 15/00), согласно которому устанавливают акустический датчик на входе насоса, получают сигналы, с помощью математического метода производят обработку полученных сигналов, в частности с применением Фурье преобразования и выделения сигналов в низкочастотной области спектра. Далее, сравнивают полученные результаты с эталонными.

Известен способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти (патент RU №2213270, публ. 26.12.2001, МПК: F04D 13/10), в котором регистрируют сигнал от переменной составляющей суммы фазных токов питания путем установки датчика напряжения одновременно на три фазы питающего кабеля, анализируют форму и амплитуду полученного сигнала и, сравнивая со значениями предыдущих измерений, оценивают возможность ее дальнейшей эксплуатации.

Известен способ диагностирования погружного электрического центробежного насоса (патент RU №2206794, публ. 14.11.2001, МПК F04D 13/10), согласно которому диагностику осуществляют при пуске электрического центробежного насоса, выходе на стационарный режим, функционировании на стационарном режиме и при останове посредством одновременной регистрации на устье скважины мгновенных значений амплитуд потребляемого погружным электродвигателем тока, напряжения электропитания, мгновенных значений амплитуд вибраций на фланце трубной головки по трем компонентам и мгновенных значений величины и соотношения амплитуд на диагностических частотах спектров Фурье потребляемого электродвигателем тока, спектральный состав и поляризация вибраций на фланце трубной головки, величина и изменение буферного давления. Сравнивают полученные параметры с первоначальными, определенными при вводе в эксплуатацию или первичном обследовании, или с установленными предельно допустимыми для ранее обследованных типоразмеров электрического центробежного насоса и по совокупности диагностических параметров определяют техническое состояние электродвигателя, центробежного насоса и собственно колонны насосно-компрессорных труб.

Выше отмеченные способы имеют следующие недостатки: они имеет высокую чувствительность к шумам в сигналах и качеству потребляемой от электрической сети электроэнергий; эти способы сложно интегрировать в систему непрерывного мониторинга и диагностики технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации, так как требуют экспертного вмешательства; последний способ предназначен в основном для осуществления на стендах завода изготовителя центробежных насосов.

Кроме того, известна группа способов диагностики технического состояния центробежных насосов [1-14], обобщенная суть которых заключается в том, что измеряют и записывают сигналы тока, вибрации или акустики, соответствующие различным техническим состояниям центробежного насоса. Сигналы, получаемые от центробежного насоса, содержат большое количество информации, и обычно для сохранения значимой информации о неисправностях из них извлекаются статистические признаки. Однако, как утверждают авторы [1-8] эти признаки либо нечувствительны к слабым зарождающимся дефектам, либо непригодны для отслеживания серьезных неисправностей, что снижает точность распознавания неисправностей насоса. Для решения этой проблемы к полученным сигналам от насоса применяются различные методы преобразования сигнала во временную частоту. В частности, непрерывное Вейвлет-преобразование, метод эмпирических мод, метод многомерного эмпирического модального разложения, быстрое преобразование Фурье и т.п. Позволяющие разложить сигналы по различным временным и частотным шкалам и извлечь информацию о неисправности насоса, как во временной, так и в частотной областях. Объединение этих данных образуют двумерные временно-частотные изображения, так называемые скалограммы, куртограммы, спекттограммы и т.п. После чего, создается модель распознавания с применением различных архитектур глубоких сверточных нейронных сетей и некоторых алгоритмов машинного обучения.

Первым недостатком этих способов является то, что эти способы весьма трудоемкие и требуют высоких вычислительных ресурсов. Вторым недостатком является то, что, применяемые в способах модели на основе глубоких сверхточных сетей по производительности и отклику уступают аналитическим моделям диагностики, так как в последнем в качестве входных данных используются сигналы без сложных преобразований. Другими недостатками является то, что эти способы весьма сложно применять при холодном старте и интегрировать в систему непрерывного мониторинга и диагностики технического состояния в процессе эксплуатации.

Техническая задача изобретения направлена на создание эффективного и удобного способа диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса по анализу сигналов тока, в котором комплексно учитываются все составляющие гармоники основных сигналов, а также позволяется косвенно оценить величину и характер выявленного дефектного состояния центробежного насоса.

Технический результат изобретения - повышение достоверности диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса по анализу сигналов тока в процессе эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что способ диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса по анализу сигналов тока, характеризуется тем, что определяют эталонные сигналы датчиков тока, установленных на фазные проводники электродвигателя исправного насоса, производят с помощью компьютерной системы математическую обработку полученных сигналов, затем определяют экспериментальные сигналы датчиков тока, установленных на фазные проводники электродвигателя диагностируемого насоса, производят их математическую обработку и сопоставляют эталонные и экспериментальные результаты обработки; при этом для математической обработки эталонных сигналов исправного насоса, измеряют и записывают значения потребляемых токов электродвигателя исправного электрического центробежного насоса при разных частотах вращений вала электродвигателя исправного насоса; фиксируют значения частот вращений указанного вала; из массивов полученных сигналов потребляемых токов методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднее значение и среднеквадратическое отклонение по размеру окна k; рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна k для сигналов тока первой, второй и третьей фазы; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными среднеквадратическими отклонениями сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна k; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных первых квартилей сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна k; фиксируют опорные значения рассчитанных коэффициентов корреляции для ранее фиксированных частот вращений вала электродвигателя исправного насоса; для математической обработки сигналов тока диагностируемого электрического центробежного насоса в процессе эксплуатации, измеряют значения потребляемых токов электродвигателя диагностируемого насоса при ранее фиксированных частотах вращений вала электродвигателя исправного насоса; из массивов полученных сигналов потребляемых токов диагностируемого электрического центробежного насоса методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднеквадратическое отклонение по размеру окна k; рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна k для сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных среднеквадратических отклонений сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна k; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных первых квартилей сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна k; затем сопоставляют рассчитанные значения коэффициентов корреляции для исправного электрического центробежного насоса с рассчитанными значениями коэффициентов корреляции для диагностируемого электрического центробежного насоса; при расхождении значений коэффициентов корреляции диагностируемого и исправного электрического центробежного насоса более, чем на 7 %, делают вывод о наличии дефекта в диагностируемом электрическом центробежном насосе.

Раскрытие изобретения

Способ диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса в режиме реального времени характеризуется тем, что:

1) получают эталонные сигналы от исправного электрического центробежного насоса, вычисляют опорные значение из статистических параметров сигналов, в частности: - измеряют и записывают потребляемые токи исправного электрического центробежного насоса датчиками тока, установленными на фазные проводники двигателя, при разных частотах вращений вала электродвигателя; - с помощью компьютерной системы фиксируют значения частот вращений вала указанного насоса; - из массивов полученных сигналов потребляемых токов методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднее значение и среднеквадратическое отклонение по размеру окна «k» (величину k необходимо выбирать экспериментально в диапазоне от 3 до 30); - рассчитывают первый квартиль, включающий значение выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна «k» для сигналов тока первой, второй и третьей фазы; - парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных среднеквадратических отклонений сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k»; - парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными первыми квартилями сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k»; - фиксируют опорные значения рассчитанных коэффициентов корреляции для ранее фиксированных частот вращений вала электродвигателя насоса.

2) производят процедуру диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса в процессе эксплуатации, в частности: - измеряют потребляемые токи диагностируемого электрического центробежного насоса в процессе эксплуатации датчиками тока, установленными на фазные проводники двигателя указанного насоса, при ранее фиксированных частотах вращений вала электродвигателя исправного насоса; - из массивов полученных сигналов потребляемых токов диагностируемого электрического центробежного насоса методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднеквадратическое отклонение по размеру окна «k»; - рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна «k» для сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса; - парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных среднеквадратических отклонений сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна «k»; - парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных первых квартилей сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна «k»; - затем сопоставляют рассчитанные значения коэффициентов корреляции для исправного электрического центробежного насоса с рассчитанными значениями коэффициентов корреляции для диагностируемого электрического центробежного насоса; - при расхождении значения коэффициентов корреляции диагностируемого и исправного электрического центробежного насоса более, чем на 7 %, делают вывод о наличии дефекта в диагностируемом электрическом центробежном насосе; - величина расхождение коэффициентов корреляции может косвенно отражать величину и характер выявленного дефекта в электрическом центробежном насосе.

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами, где:

Фиг. 1 - Блок-схема последовательности этапов реализации способа, где позициями обозначено: 1 - этап получения эталонных сигналов от исправного центробежного насоса; 2 - этап вычисления опорных значений из статистических параметров сигналов тока электрического двигателя центробежного насоса; 3 - этап диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации.

Фиг. 2 - Иллюстрация результатов диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации по анализу сигналов тока электрического двигателя по значениям корреляции среднеквадратических отклонений для фазы 1-2, где «Norm» - исправное состояние центробежного насоса, «Br1» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом крышки рабочего колеса), «Br2» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом рабочего колеса), «Br3» - неисправное состояние центробежного насоса (с комбинированным дефектом);

Фиг. 3 - Иллюстрация результатов диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации по анализу сигналов тока электрического двигателя по значениям корреляции среднеквадратических отклонений для фазы 1-3, где «Norm» - исправное состояние центробежного насоса, «Br1» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом крышки рабочего колеса), «Br2» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом рабочего колеса), «Br3» - неисправное состояние центробежного насоса (с комбинированным дефектом);

Фиг. 4 - Иллюстрация результатов диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации по анализу сигналов тока электрического двигателя по значениям корреляции среднеквадратических отклонений для фазы 2-3, где «Norm» - исправное состояние центробежного насоса, «Br1» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом крышки рабочего колеса), «Br2» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом рабочего колеса), «Br3» - неисправное состояние центробежного насоса (с комбинированным дефектом);

Фиг. 5 - Иллюстрация результатов диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации по анализу сигналов тока электрического двигателя по значениям корреляции первых квартилей для фазы 1-2, где «Norm» - исправное состояние центробежного насоса, «Br1» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом крышки рабочего колеса), «Br2» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом рабочего колеса), «Br3» - неисправное состояние центробежного насоса (с комбинированным дефектом);

Фиг. 6 - Иллюстрация результатов диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации по анализу сигналов тока электрического двигателя по значениям корреляции первых квартилей для фазы 1-3, где «Norm» - исправное состояние центробежного насоса, «Br1» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом крышки рабочего колеса), «Br2» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом рабочего колеса), «Br3» - неисправное состояние центробежного насоса (с комбинированным дефектом);

Фиг. 7 - Иллюстрация результатов диагностирования технического состояния центробежного насоса в процессе эксплуатации по анализу сигналов тока электрического двигателя по значениям корреляции первых квартилей для фазы 2-3, где «Norm» - исправное состояние центробежного насоса, «Br1» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом крышки рабочего колеса), «Br2» - неисправное состояние центробежного насоса (с дефектом рабочего колеса), «Br3» - неисправное состояние центробежного насоса (с комбинированным дефектом).

Способ осуществляется по следующей последовательности и в нескольких этапах (1, 2 и 3, Фиг. 1).

ЭТАП ПОЛУЧЕНИЯ ЭТАЛОННЫХ СИГНАЛОВ ОТ ИСПРАВНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (1, Фиг. 1):

- измеряют и записывают потребляемые токи (I^ф1, I^ф2 и I^ф3) электрического двигателя исправного центробежного насоса датчиками тока, установленными на фазные проводники (ф₁, ф₂ и ф₃) двигателя, при разных частотах вращения рабочего колеса центробежного насоса (f₁, f₂,., f_n);

- фиксируют значений частот вращений рабочего колеса центробежного насоса (f₁, f₂,., f_n).

ЭТАП ВЫЧИСЛЕНИЯ ОПОРНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ИЗ СТАТИСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ ТОКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (2, Фиг. 1):

- из массивов полученных сигналов потребляемых токов:

где:

- первая выборка массива

- вторая выборка массива

- последняя выборка массива ,

методом непересекающегося окна рассчитывают среднее значение по размеру окна «k» (величину k необходимо выбирать экспериментально в диапазоне от 3 до 30):

- рассчитывают среднеквадратическое отклонение по размеру окна «k»:

- рассчитывают первый (нижний) квартиль, включающие значений выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна «k» для сигналов тока первой, второй и третьей фазы:

где интервальная частота значений сигнала первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k»;

- парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных среднеквадратических отклонений сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k» (, , ):

- парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных первых квартилей сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k» (, , ):

- фиксируют опорные значения рассчитанных коэффициентов корреляции для фиксированных частот вращения рабочего колеса центробежного насоса.

ЭТАП ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ (3, Фиг. 1):

- измеряют потребляемые токи (I^ф1, I^ф2 и I^ф3) электрического двигателя центробежного насоса в процессе эксплуатации датчиками тока, установленными на фазные проводники (ф₁, ф₂ и ф₃) двигателя, при ранее фиксированных частотах вращения рабочего колеса центробежного насоса (f₁, f₂,., f_n);

- по выражениям (4, 5, 6) и (7, 8, 9) рассчитывают среднеквадратическое отклонение и первые квартили по размеру окна «k» для массивов полученных сигналов потребляемых токов электрического двигателя центробежного насоса в процессе эксплуатации;

- по выражениям (10, 11, и 12) парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных среднеквадратических отклонений сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k»;

- по выражениям (13, 14, и 15) парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанных первых квартилей сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна «k»;

- сопоставляют одноименные рассчитанные значения коэффициентов корреляции для исправного центробежного насоса с рассчитанными значениями коэффициентов корреляции для центробежного насоса в процессе эксплуатации;

- если значения коэффициентов корреляции для центробежного насоса в процессе эксплуатации расходятся более чем на 7 % от значений коэффициентов корреляции для исправного центробежного насоса, то делают вывод о наличии неисправности в центробежном насосе и принимают решение о дальнейшей эксплуатации насоса, в противном случае центробежный насос исправен;

- величина расхождения коэффициентов корреляции косвенно может отражать величину выявленного дефекта в электрическом центробежном насосе.

Предлагаемый способ был воспроизведен с использованием экспериментальных данных, которые подробно описаны в работе [15]. В результате, при использовании указанных данных [15] предлагаемым способом были получены экспериментальные результаты, которые представлены в виде иллюстрации на Фиг. 2-7. Как видно из результатов экспериментального тестирования (Фиг. 2-7), предлагаемый способ имеет высокую достоверность диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса.

Список использованной литературы

1. Hasan M.J., Rai A., Ahmad Z., Kim J.M. A Fault Diagnosis Framework for Centrifugal Pumps by Scalogram-Based Imaging and Deep Learning // IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 58052-58066. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3072854;

2. Ahmad S., Ahmad Z., Kim J.M. A Centrifugal Pump Fault Diagnosis Framework Based on Supervised Contrastive Learning // Sensors (Basel, Switzerland). 2022. Vol. 22 (17), 6448. DOI: 10.3390/s22176448;

3. Saud ALTobi.A. Bevan G., Wallace P., et al. Fault diagnosis of a centrifugal pump using MLP-GABP and SVM with CWT // In: Engineering Science and Technology, an International Journal. 2019. Vol. 22, No. 3. P. 854-861. DOI: 10.1016/j.jestch.2019.01.005;

4. Ahmad Z., Nguyen T.K., et al. Multistage Centrifugal Pump Fault Diagnosis Using Informative Ratio Principal Component Analysis // Sensors (Basel, Switzerland). 2021. Vol. 22 (1), 179. DOI: 10.3390/s22010179;

5. Azadeh A., Saberi M., Ebrahimpour V., Nourmohammadzadeh A., Saberi Z. A Flexible Algorithm for Fault Diagnosis in a Centrifugal Pump with Corrupted Data and Noise based on ANN and Support Vector Machine with Hyper-Parameters Optimisation // Applied Soft Computing Journal. 2013. Vol. 13(3). P. 1478-1485. DOI: 10.1016/j.asoc.2012.06.020;

6. Daraz A., Gu F., Ball A.D. Impeller Wear Diagnosis in Centrifugal Pumps Under Different Flow Rate Based on Acoustic Signal Analysis // Performance Engineering and Maintenance Engineering. Springer, Cham. 2022. Vol. 117. P. 385-401. DOI: 10.1007/978-3-030-99075-6_32;

7. Daraz A., Alabied S., Smith A., Gu F., Ball A.D. Detection and Diagnosis of Centrifugal Pump Bearing Faults Based on the Envelope Analysis of Airborne Sound Signals // 24th International Conference on Automation and Computing (ICAC), Newcastle Upon Tyne, UK. 2018. P. 1-6. DOI: 10.23919/IConAC.2018.8749053;

8. Azizi R., Attaran B., Hajnayeb A., Ghanbarzadeh A., Changizian M. Improving accuracy of cavitation severity detection in centrifugal pumps using a hybrid feature selection technique // Measurement. 2017. Vol. 108. P. 9-17. DOI: 10.1016/j.measurement.2017.05.020;

9. Adamkowski A., Henke A., Lewandowski M. Resonance of torsional vibrations of centrifugal pump shafts due to cavitation erosion of pump impellers // Engineering Failure Analysis. 2016. Vol. 70. P. 56-72. DOI: 10.1016/J.ENGFAILANAL.2016.07.011;

10. Sakthivel N.R., Nair B.B., Sugumaran V., Saravanmurugan S. Comparison of dimensionality reduction techniques for the fault diagnosis of mono block centrifugal pump using vibration signals // Engineering Science and Technology, an International Journal. 2014. Vol. 17(1). P. 30-38. DOI: 10.1016/j.jestch.2014.02.005;

11. Anil K., Hesheng T., Govind V., Jiawei X. Noise subtraction and marginal enhanced square envelope spectrum (MESES) for the identification of bearing defects in centrifugal and axial pump // Mechanical Systems and Signal Processing. 2022. Vol. 165(108366). DOI: 10.1016/j.ymssp.2021.108366;

12. Anil K., Gandhi C.P., et al. Improved deep convolutional neural network (CNN) for the identification of defects in the centrifugal pump using acoustic images //Applied Acoustics. 2020. Vol. 167(107399). DOI: 10.1016/j.apacoust.2020.107399;

13. Anil K. Rajesh K. Oscillatory behavior-based wavelet decomposition for the monitoring of bearing condition in centrifugal pumps // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 2018. Vol. 232(6). P. 757-772. DOI: 10.1177/1350650117727976;

14. Anil K. Rajesh K. Time-frequency analysis and support vector machine in automatic detection of defect from vibration signal of centrifugal pump // Measurement. 2017. Vol. 108. P. 119-133 DOI: 10.1016/j.measurement.2017.04.041;

15. Alexander S., Dmitry G., Victoria E., Vladimir S., Olga I. Detection of Broken Bar Fault in Induction Motor Using Higher-Order Harmonics Analysis / 9^th IMEKO TC10 Conference "Measurement for Diagnostics, Optimisation and Control to Support Sustainability and Resilience", Delft, The NETHERLANDS, 21 September 2023 - 22 September 2023, DOI: 10.21014/tc10-2023.010.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к диагностированию технического состояния центробежного насоса, и может быть использовано для мониторинга текущего технического состояния центробежных насосов. Способ диагностирования технического состояния насоса по анализу сигналов тока характеризуется тем, что определяют эталонные сигналы датчиков тока, установленных на фазные проводники электродвигателя исправного насоса, определяют экспериментальные сигналы датчиков тока, установленных на фазные проводники электродвигателя диагностируемого насоса, производят их математическую обработку и сопоставляют эталонные и экспериментальные результаты обработки; из массивов полученных сигналов потребляемых токов методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднее значение и среднеквадратическое отклонение по размеру окна k; рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна k для сигналов тока первой, второй и третьей фазы; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными среднеквадратическими отклонениями сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна k; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными первыми квартилями сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна k; фиксируют опорные значения рассчитанных коэффициентов корреляции для ранее фиксированных частот вращений вала электродвигателя исправного насоса; для математической обработки сигналов тока диагностируемого электрического центробежного насоса в процессе эксплуатации измеряют значения потребляемых токов электродвигателя диагностируемого насоса при ранее фиксированных частотах вращений вала электродвигателя исправного насоса; из массивов полученных сигналов потребляемых токов диагностируемого электрического центробежного насоса методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднеквадратическое отклонение по размеру окна k; рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающие 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна k для сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными среднеквадратическими отклонениями сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна k; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными первыми квартилями сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна k; затем сопоставляют рассчитанные значения коэффициентов корреляции для исправного электрического центробежного насоса с рассчитанными значениями коэффициентов корреляции для диагностируемого электрического центробежного насоса; при расхождении значений коэффициентов корреляции диагностируемого и исправного электрического центробежного насоса более чем на 7 % делают вывод о наличии дефекта в диагностируемом электрическом центробежном насосе. Технический результат - повышение достоверности диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса по анализу сигналов тока в процессе эксплуатации. 7 ил.

Способ диагностирования технического состояния электрического центробежного насоса по анализу сигналов тока, характеризующийся тем, что определяют эталонные сигналы датчиков тока, установленных на фазные проводники электродвигателя исправного насоса, производят с помощью компьютерной системы математическую обработку полученных сигналов, затем определяют экспериментальные сигналы датчиков тока, установленных на фазные проводники электродвигателя диагностируемого насоса, производят их математическую обработку и сопоставляют эталонные и экспериментальные результаты обработки; при этом для математической обработки эталонных сигналов исправного насоса измеряют и записывают значения потребляемых токов электродвигателя исправного электрического центробежного насоса при разных частотах вращений вала электродвигателя указанного насоса; фиксируют значения частот вращений его вала; из массивов полученных сигналов потребляемых токов методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднее значение и среднеквадратическое отклонение по размеру окна k; рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающих 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна k для сигналов тока первой, второй и третьей фазы; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными среднеквадратическими отклонениями сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна k; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными первыми квартилями сигналов тока первой, второй и третьей фазы по размеру окна k; фиксируют опорные значения рассчитанных коэффициентов корреляции для ранее фиксированных частот вращений вала электродвигателя исправного насоса; для математической обработки сигналов тока диагностируемого электрического центробежного насоса в процессе эксплуатации измеряют значения потребляемых токов электродвигателя диагностируемого насоса при ранее фиксированных частотах вращений вала электродвигателя исправного насоса; из массивов полученных сигналов потребляемых токов диагностируемого электрического центробежного насоса методом непересекающегося окна рассчитывают с помощью компьютерной системы среднеквадратическое отклонение по размеру окна k; рассчитывают первый квартиль, включающий значения выборки сигналов, не превышающих 25 % единиц от совокупности значений сигналов по размеру окна k для сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными среднеквадратическими отклонениями сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна k; парно рассчитывают коэффициенты корреляции между рассчитанными первыми квартилями сигналов тока первой, второй и третьей фазы диагностируемого электрического центробежного насоса по размеру окна k; затем сопоставляют рассчитанные значения коэффициентов корреляции для исправного электрического центробежного насоса с рассчитанными значениями коэффициентов корреляции для диагностируемого электрического центробежного насоса; при расхождении значений коэффициентов корреляции диагностируемого и исправного электрического центробежного насоса более чем на 7 % делают вывод о наличии дефекта в диагностируемом электрическом центробежном насосе.