CN110925184B - 监测水泵老化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种监测水泵老化的方法，包括以下步骤：对水泵进行初始状态检测：对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态检测得到预设次数个函数系数；去除多个功率液位时间函数的函数系数中离散性最大和最小的若干个后求取平均值存储作为预存系数；对水泵运行状态进行检测：获得当前状态下功率液位时间函数得到当前状态下函数系数；根据函数系数与预存系数的偏差判断水泵状态：对当前状态下函数系数与预存系数进行比较，若偏差小于第一预设值内则认为水泵正常工作；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态。本发明的有益之处在于能够实现对水泵老化的监测。

Description

监测水泵老化的方法
技术领域
本发明涉及一种监测水泵老化的方法，尤其涉及一种通过监测水泵运行功率以及液位值来监测水泵老化的方法。
背景技术
目前泵的种类多种多样,如给水泵、强制循环泵、循环水泵、冷凝泵、灰渣泵、输水泵、燃油泵等,在城市给水,排水,采矿工业,化工生产,交通运输等产业中扮演着具足轻重的左右。而如何保证泵的运行安全,监测泵的运行状态,目前一般是根据运行生命周期或者等设备出故障了,才会采取措施。
很多时候泵的运行状态获取一般采取人工周期巡查的方式,由于泵的老化是缓慢的过程,人工巡查时往往很容易忽视,而且主观性强,缺乏检测数据的支撑,常常等设备出现严重故障甚至停止运行时才发现,等生产生活造成严重的影响。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种监测水泵老化的方法，能根据水泵运行功率以及液位值对水泵进行监控。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种监测水泵老化的方法，包括以下步骤：
对水泵进行初始状态检测：水泵工作时，每隔一预设时间检测水泵功率并实时采集液位值数据，获得功率液位时间函数，得到函数系数；
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态检测达到预设次数，从而获得预设次数个功率液位时间函数，得到预设次数个函数系数；去除多个功率液位时间函数的函数系数中离散性最大和最小的若干个后求取平均值存储作为预存系数；
对水泵运行状态进行检测：获得当前状态下功率液位时间函数得到当前状态下函数系数；
根据函数系数与预存系数的偏差判断水泵状态：对当前状态下函数系数与预存系数进行比较，若偏差小于第一预设值内则认为水泵正常工作；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态。
进一步地，当前状态下函数系数和预存系数之差与预存系数的比值的绝对值为偏差。
进一步地，重复对水泵运行状态进行检测，若偏差大于第一预设值且小于第二预设值的次数达到预设阈值时告警示意水泵老化提示维护。
进一步地，根据液位值控制水泵的开启和关闭，当液位值达到第一预设液位值时，水泵开启；当液位值达到第二预设液位值时，水泵关闭。
进一步地，采用集成功率检测的监测设备对功率进行检测并通过液位传感器检测液位值；在监测设备上电时，对水泵进行初始状态检测。
进一步地，监测设备包括：中央处理器、用于检测功率的功率检测模块和用于存储数据的掉电存储器。
一种监测水泵老化的方法，包括：对水泵运行状态进行判断的方法；
对水泵运行状态进行判断的方法包括以下步骤：
对水泵运行状态进行检测：在液位值上升或下降一预设深度值H时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝k*P*T,计算函数系数k；
根据函数系数k与预存系数k0的偏差判断水泵状态：计算(k-k0)/k0并取绝对值作为偏差，将偏差与第一预设值、第二预设值以及第三预设值进行比较；其中，第二预设值大于第一预设值且小于第三预设值；若偏差小于第一预设值则表示水泵正常；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态。
进一步地，重复对水泵运行状态进行检测；
若偏差大于第一预设值且小于第二预设值的次数达到预设阈值时告警示意水泵老化提示维护。
进一步地，监测水泵老化的方法，包括：判断水泵运行的初始状态的方法；
判断水泵运行的初始状态的方法的步骤位于对水泵运行状态进行判断的方法的步骤之前；
判断水泵运行的初始状态的方法包括以下步骤；
对水泵进行初始状态检测：在液位值上升或下降一预设深度值H时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝kn*P*T,计算函数系数kn；
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态监测达到预设次数n次，从而得到n个函数系数；去掉离散性最大和最小的若干个函数系数后求取平均值作为预存系数k0。
进一步地，在第n+1次时，执行对水泵运行状态进行判断的方法的步骤。
本发明的有益之处在于能够实现对水泵老化的监测。
在出厂时根据使用场景设置所需的预设函数值。通过泵功率以及液位值监测的自学习算法，用户使用时不需要设置任何数据,可以感知设备的正常以及异常运行状态。
附图说明
图1是本发明的一种监测水泵老化的方法的流程图；
图2是采用图1中监测水泵老化的方法的监测系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1和图2所示，一种监测水泵老化的方法，包括：判断水泵运行的初始状态的方法和对水泵运行状态进行判断的方法。判断水泵运行的初始状态的方法的步骤位于对水泵运行状态进行判断的方法的步骤之前。
判断水泵运行的初始状态的方法包括：第一步，水泵进行初始状态监测；第二步，对数据进行修正。对水泵运行状态进行判断的方法包括：第一步，对水泵运行状态进行检测；第二步，根据函数系数与预存系数的偏差判断水泵状态。
具体而言，一种监测水泵老化的方法，包括以下步骤：
对水泵进行初始状态检测：水泵工作时，每隔一预设时间检测水泵功率并实时采集液位值数据，获得功率液位时间函数，得到函数系数；
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态检测达到预设次数，从而获得预设次数个功率液位时间函数，得到预设次数个函数系数；去除多个功率液位时间函数的函数系数中离散性最大和最小的若干个后求取平均值存储作为预存系数；
对水泵运行状态进行检测：获得当前状态下功率液位时间函数得到当前状态下函数系数；
根据函数系数与预存系数的偏差判断水泵状态：对当前状态下函数系数与预存系数进行比较，若偏差小于第一预设值内则认为水泵正常工作；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态。具体而言，当前状态下函数系数和预存系数之差与预存系数的比值的绝对值为偏差。
作为一种具体的实施方式，重复对水泵运行状态进行检测，若偏差大于第一预设值且小于第二预设值的次数达到预设阈值时告警示意水泵老化提示维护。
作为一种具体的实施方式，对水泵运行状态进行判断的方法包括以下步骤：
对水泵运行状态进行检测：在液位值上升或下降一预设深度值H时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝k*P*T,计算函数系数k；
根据函数系数k与预存系数k0的偏差判断水泵状态：计算(k-k0)/k0并取绝对值作为偏差，将偏差与第一预设值、第二预设值以及第三预设值进行比较；其中，第二预设值大于第一预设值且小于第三预设值；若偏差小于第一预设值则表示水泵正常；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态。
进一步地，重复对水泵运行状态进行检测；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值的次数达到预设阈值时告警示意水泵老化提示维护。
进一步地，监测水泵老化的方法，包括：判断水泵运行的初始状态的方法；
判断水泵运行的初始状态的方法包括以下步骤；
对水泵进行初始状态检测：在液位值上升或下降一预设深度值H时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝kn*P*T,计算函数系数kn；
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态监测达到预设次数n次，从而得到n个函数系数；去掉离散性最大和最小的若干个函数系数后求取平均值作为预存系数k0。
进一步地，在第n+1次时，执行对水泵运行状态进行判断的方法的步骤。
采用监测水泵老化的方法的监测系统包括：监测设备、液位传感器和水泵。
采用集成功率检测的监测设备对功率进行检测并通过液位传感器检测液位值；在监测设备上电时，对水泵进行初始状态检测。根据液位值控制水泵的开启和关闭，当液位值达到第一预设液位值时，水泵开启；当液位值达到第二预设液位值时，水泵关闭。
监测设备包括：中央处理器、用于检测功率的功率检测模块和用于存储数据的掉电存储器。功率检测模块可以用互感器结合电压测量模块的方式也可以用现成的带485通讯的功率计。液位传感器可以是投入式液位计,也可以超声波液位计。
作为一种具体的实施方式，集成功率检测的监测设备从上电的那一刻起,就开始了监测以及自学习的过程,实时检测水泵的运行功率以及液位值。一般情况下,泵的开启和关闭受液位值控制,对于抽水泵液位处于高位时,水泵开启进行抽水,反之关闭,当水泵开启时,液位值随之下降。
监测设备每隔1秒采集一次液位值,直到水泵关闭,统计时长，得到一个完整的功率液位时间函数,Power_Deepth(t)(1),把它放到内部掉电存储器芯片里,水泵再次开启时,重复以上监测过程,并得到Power_Deepth(t)(2),Power_Deepth(t)(3),Power_Deepth(t)(4)…,当达到Power_Deepth(t)(50)以上时,认为一个自学习周期已经结束,设备自动对这50个记录曲线函数进行分析,去掉离散性最大的,最小的,各5个,然后取平均,得到Power_Deepth(t)(Avg),那么从第51个监测流程开始,设备就会对Power_Deepth(t)(51)和Power_Deepth(t)(Avg)进行比较,如果函数系数是接近的,在％2以内,认为水泵工作正常,否则认为异常,并对异常的数据进行存储,累加,达到某一个阈值时,如连续检测实际运行曲线与标准曲线函数系数的偏差在％2和5％之间的次数大于20次。可以认为是泵出现了老化的迹象,给出告警信息,让运维人员做相应处理,如添加润滑油,更换皮带等,如偏差大于30％则可以立即告警,认为泵运行出现了严重的故障。％2为第一预设值。5％为第二预设值。30％为第三预设值。具体项目实施时,考虑到实际流体设备清洁度,如污水和清水监测设备得到的运行曲线肯定是不一样的,可以设置不同的偏差范围，即根据需要设置不同的第一预设值、第二预设值和第三预设值。
为便于理解，现给出一种具体的实例。
对水泵进行初始状态检测：在液位值下降一预设深度值H＝1000mm时，共计耗时5分钟即5*60秒，时间单位可以统一采用秒也可以统一采用分钟。该时间段内的功率平均值P＝1200W，通过函数H＝kn*P*T,1000＝1200*k*5*60计算函数系数kn＝0.00277。
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态监测达到预设次数n次，从而得到n个函数系数；去掉离散性最大和最小的各5个函数系数(具体个数可以根据需要设置，同样预设次数n次也可以根据需要设定)后求取平均值作为预存系数k0。假定k0为0.00277。
在第n+1次时，执行对水泵运行状态进行判断的方法的步骤。
对水泵运行状态进行检测：在液位值下降一预设深度值H＝1000mm时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝k*P*T,计算函数系数k；
第n+1次监测记录，如监测水泵功率平均值为1250W,液位下降1000mm米,耗时5.03分钟。1000＝1250*k*5.03*60；k＝0.00265偏差|(k-k0)/k0|＝|(0.00265-0.00277)/0.00277|＝4.57％。若第一预设值为3％、第二预设值10％、第三预设值为30％。
4.57％大于3％且小于10％判断为告警,发生老化迹象,需要及时运维。
第n+2次监测记录，若计算偏差为36％，大于第三预设值时则判断为严重故障需要立刻维护。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种监测水泵老化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对水泵进行初始状态检测：水泵工作时，每隔一预设时间检测水泵功率并实时采集液位值数据，获得功率液位时间函数，得到函数系数；
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态检测达到预设次数，从而获得预设次数个功率液位时间函数，得到预设次数个函数系数；去除多个功率液位时间函数的函数系数中离散性最大和最小的若干个后求取平均值存储作为预存系数；
对水泵运行状态进行检测：获得当前状态下功率液位时间函数得到当前状态下函数系数；
根据函数系数与预存系数的偏差判断水泵状态：对当前状态下函数系数与预存系数进行比较，若偏差小于第一预设值内则认为水泵正常工作；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态。
2.根据权利要求1所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
当前状态下函数系数和预存系数之差与预存系数的比值的绝对值为偏差。
3.根据权利要求2所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
重复对水泵运行状态进行检测，若偏差大于第一预设值且小于第二预设值的次数达到预设阈值时告警示意水泵老化提示维护。
4.根据权利要求1所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
根据液位值控制水泵的开启和关闭，当液位值达到第一预设液位值时，水泵开启；当液位值达到第二预设液位值时，水泵关闭。
5.根据权利要求1所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
采用集成功率检测的监测设备对功率进行检测并通过液位传感器检测液位值；在监测设备上电时，对水泵进行初始状态检测。
6.根据权利要求1所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
监测设备包括：中央处理器、用于检测功率的功率检测模块和用于存储数据的掉电存储器。
7.一种监测水泵老化的方法，其特征在于，
所述监测水泵老化的方法包括：对水泵运行状态进行判断的方法；
所述对水泵运行状态进行判断的方法包括以下步骤：
对水泵运行状态进行检测：在液位值上升或下降一预设深度值H时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝k*P*T,计算函数系数k；
根据函数系数k与预存系数k0的偏差判断水泵状态：计算(k-k0)/k0并取绝对值作为偏差，将偏差与第一预设值、第二预设值以及第三预设值进行比较；其中，第二预设值大于第一预设值且小于第三预设值；若偏差小于第一预设值则表示水泵正常；若偏差大于第三预设值则表示水泵处于故障状态；若偏差大于第一预设值且小于第二预设值则表示水泵处于老化状态；
所述监测水泵老化的方法，包括：判断水泵运行的初始状态的方法；
所述判断水泵运行的初始状态的方法的步骤位于所述对水泵运行状态进行判断的方法的步骤之前；
所述判断水泵运行的初始状态的方法包括以下步骤；
对水泵进行初始状态检测：在液位值上升或下降一预设深度值H时，计算对应时间段T内的功率平均值P，通过函数H＝kn*P*T,计算函数系数kn；
对数据进行修正：重复对水泵进行初始状态监测达到预设次数n次，从而得到n个函数系数；去掉离散性最大和最小的若干个函数系数后求取平均值作为预存系数k0。
8.根据权利要求7所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
重复对水泵运行状态进行检测；
若偏差大于第一预设值且小于第二预设值的次数达到预设阈值时告警示意水泵老化提示维护。
9.根据权利要求7所述的监测水泵老化的方法，其特征在于，
在第n+1次时，执行对水泵运行状态进行判断的方法的步骤。
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