CN116006453A - 一般用动力压缩机出厂快速检测试验台及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于压缩机检测技术领域，具体涉及一种一般用动力压缩机出厂快速检测试验台及其测量方法。本发明的试验台包括彼此并联布置的两组以上的检测单元，各检测单元均包括通过气路依序串联的用于安装压缩机的检测工位、电动调节阀CV、三通阀TV、气动球阀PV及流量测试装置，且各流量测试装置的检测量程存有差异；各三通阀TV的第一出口在连通流量测试装置的同时又彼此连通，各三通阀TV的第二出口连通大气环境或气体处理设备；该试验台还包括数据采集单元。该试验台具备流水线式测试能力，从而能在保证测量准确度的同时，有效提高压缩机的出厂检测效率。

Description

一般用动力压缩机出厂快速检测试验台及其测量方法

技术领域

本发明属于压缩机检测技术领域，具体涉及一种一般用动力压缩机出厂快速检测试验台及其测量方法。

背景技术

当前，压缩机生产厂家需要对出厂前的成品进行产品基本性能的测验，合格后才会出厂发货。甚至在检测期间，各项测试参数都需要详细记录，检验合格的证书上也要明确标明测试的参数信息。目前的检测流程普遍存在以下问题：其一，厂家现有的检验台一次只能针对性检测一种排量或一种类型的压缩机；当测试对象变化时，通常需要依次对测试机位上的设备进行拆卸与安装，并调节测试参数至目标区间后，方能进行后续测试，费时费力。其二，测试产品时，需要记录每次测试工况参数，而现有的测试方式多为有经验的工人师傅手动调节各个阀门，不可避免存在一定误差，这导致实际测试的工况参数与实际值均有一定差异；甚至在该状况下，哪怕是同批次产品，也需要不断的重新记录每次测试的工况参数，因为彼此间都会存在参数差异，极大的影响了实际检测效率；特别在大批量产品待出厂检验的情况下，更是无法迅速完成产品的检测，从而给厂家带来极大困扰。

发明内容

本发明的其中一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种一般用动力压缩机出厂快速检测试验台，其具备流水线式测试能力，从而能在保证测量准确度的同时，有效提高压缩机的出厂检测效率；本发明的另一个目的在于提供一种基于最优量程的测量方法，从而在前述试验台的硬件基础上，实现当前压缩机的量程的快速检定效果，使之能迅速匹配指定的流量测试装置，最终进一步提升压缩机的出厂检测效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一般用动力压缩机出厂快速检测试验台，其特征在于：包括彼此并联布置的两组以上的检测单元，各检测单元均包括通过气路依序串联的用于安装压缩机的检测工位、电动调节阀CV、三通阀TV、气动球阀PV及流量测试装置，且不同流量测试装置的检测量程存有差异；各三通阀TV的第一出口在连通流量测试装置的同时又彼此连通，各三通阀TV的第二出口连通大气环境或气体处理设备；

该试验台还包括数据采集单元，所述数据采集单元包括用于启闭电动调节阀CV、三通阀TV和气动球阀PV以便择一连通相应检测工位与流量测试装置的阀门控制模块，和用于采集数据的数据采集模块；流量测试装置处还布置有用于采集检测工位处压缩机的压力信息的压力传感器P和用于采集温度信息的尾端温度传感器T_P，尾端温度传感器T_P和压力传感器P的输出端连接数据采集模块的信号输入端。

优选的，所述检测工位上还设置有用于监测检测工位处整机质量信息的质量计量器、监测工位稳定工作后的声音响度信息的噪声振动采集器及监测出口温度信息的排气温度传感器T_排，质量计量器、噪声振动采集器及排气温度传感器T_排的输出端连接数据采集模块的信号输入端。

优选的，应用所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1）、采集监测参量，获取样本数据；

1.1进行样本数据分类，明确涉检的压缩机类型及机型；

1.2对每种机型的压缩机均获取指定组的样本信息；

1.3划分每种机型压缩机对应的样本信息，形成训练集；每组训练集的样本数据包括工位稳定工作后的声音响度信息、整机质量信息与出口温度信息三种维度的维度数据；

1.4样本采集：进行检测试验并获取训练集；

2）、样本处理：

对样本数据中的整机质量信息与出口温度信息进行去中心化处理，再对去中心化的数据求解协方差，该协方差即为度量整机质量信息与出口温度信息的相关性参数；

3）、数据降维：

采用基于特征值分解协方差矩阵的PCA算法，对整机质量信息与出口温度信息进行降维处理，获得降维后的一维信息Y；

4）、数据聚团与分类：

将一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息作为最适排量的判断依据，进行KNN分类计算，完成当前机型压缩机与排量的映射。

优选的，还包括校核步骤，在划分每种机型压缩机对应的样本信息时，该样本信息分别形成训练集和测试集；当完成当前机型压缩机与排量的映射后，将测试集放入该映射中，校核是否落入测试集的机型所在的区块；落入，则表示此时的检测工位与最适量程的流量测试装置匹配完成，试验台已自动完成最适量程的选择，可进行后续检测；如未落入，则重复步骤1）到步骤4），随后继续进行校核步骤。

优选的，所述步骤2）包括以下子步骤：

2.1对每一类型的涉检的压缩机的机型及样本信息依序进行编号，通过下式分别获得检测工位上的当前机型压缩机的出口温度数据和整机质量数据的样本均值：

其中：

为检测工位上的第j种机型压缩机的出口温度数据的样本均值；

为检测工位上的第j种机型压缩机的整机质量数据的样本均值；

n为当前机型压缩机的样本信息总数目；

t为压缩机的出口温度；

m为压缩机的整机质量；

i为当前机型压缩机的样本信息序列数；

j表示压缩机的机型序列编号；

t _ji 为检测工位上的第j种机型压缩机在第i次试验时的出口温度数据；

m _ji 为检测工位上的第j种机型压缩机在第i次试验时的整机质量数据；

2.2通过下式进行去中心化处理：

其中：

T_ji为去中心化处理后的第j种机型压缩机在第i次试验时的出口温度信息；

M_ji为去中心化处理后的第j种机型压缩机在第i次试验时的整机质量信息；

经过该步骤去中心化处理的T_ji与M_ji两类参数的数据已经将平均值的影响消除，该情况下第j种机型压缩机的出口温度均值和第j种机型压缩机的整机质量数据均值均已归零；

2.3通过下式获得整机质量信息与出口温度信息的相关性参数：

其中：

Cov（T,M）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T与整机质量信息测量数据M的协方差；

为去中心化后第j种机型压缩机的出口温度均值，去中心化后为数值0；

为去中心化后第j种机型压缩机的整机质量数据均值，去中心化后为数值0。

优选的，所述步骤3）包括以下子步骤：

3.1通过下式获得待求解的协方差矩阵C：

其中：

Cov（T,M）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T与整机质量信息测量数据M的协方差；

Cov（M,M）为整机质量信息测量数据M本身的协方差；

Cov（M,T）为整机质量信息测量数据M与压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T的协方差；

Cov（T,T）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T本身的协方差；

3.2求取协方差矩阵C，获得特征值与特征向量，随后获得降维后的一维信息Y。

优选的，每种机型压缩机均通过试验获取200组样本信息；该200组样本信息中，160组样本信息作为训练集，40组作为测试集；此时，所述步骤4）包括以下子步骤：

4.1首先对样本空间各个样本点的降维后的一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息做欧式距离度量计算，通过下式获取样本信息的欧式距离矩阵的距离信息；

其中：

D_j,train为第j种机型压缩机的训练集数据中，降维后的一维信息Y下，工位稳定工作后的声音响度信息的数据间欧式距离结果矩阵，该矩阵包含160个具体结果，每个结果由降维后各个样本中一维信息Y与稳定工作后的响度信息间的欧式距离组成；

D_j,test为第j种机型压缩机的测试集数据中，降维后的一维信息Y下，工位稳定工作后的声音响度信息的数据间欧式距离结果矩阵，该矩阵包含40个具体结果，每个结果由降维后各个样本中一维信息Y与稳定工作后的响度信息间的欧式距离组成；

具体欧式距离计算如下：

D _j,i 为训练集与测试集中第j种机型压缩机在第i次测试中，温度与质量降维后信息与响度数据的欧式距离计算值；

Y _j,i 为第j种机型压缩机将降维后的一维信息Y中的第i个数据；

A _j,i 为第j种机型压缩机在工位稳定工作后的声音响度信息数据集中的第i个数据；

将降维后的一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息进行组合，形成j组二维信息数据集；每组二维信息数据集均由一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息形成的二维信息组成；

4.2设定初始的算法超参数k，获取初步的各个压缩机型号对应的数据团，完成同类机型的数据聚集；

4.3结合数据团分布情况，调整算法超参数k，并进一步对数据空间进行分类划分，获取空间区域中的机型映射；

4.4为映射区域进行排量标类，完成当前机型压缩机与排量的映射。

优选的，还包括自学习步骤，具体包括如下子步骤：

出现新机型场景时，手工标记该机型，试验台将自动创建新分类数据集，随后，进行新增样本的试验工况数据收集汇总；最后，重复步骤1）到步骤4），获取新机型与排量的映射。

优选的，应用所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

a）、首先完成待测压缩机的额定参数的录入；随后，试验台依据输入的额定参数的排量数据也即录入排量，分别比较该录入排量与各流量测试装置的量程的比值；当录入排量与当前流量测试装置的量程的比值小于1，且该流量测试装置比值为所有流量测试装置中的最大值时，判定该流量测试装置为最适量程下的流量测试装置；

b）、当最适量程下的流量测试装置选定后，数据采集单元发出控制指令，将最适量程下的流量测试装置所在气路上的气动球阀PV打开，并关闭其他的气动球阀PV，此时待测压缩机与最适量程下的流量测试装置连通， 以便进行后续检测流程；

c）、当前机型压缩机完成检测后，数据采集单元切换三通阀TV至大气环境或气体处理设备，并依据下一个压缩机的录入排量，继续执行前述步骤，以此往复循环，直至全部测试完成。

本发明的有益效果在于：

1、本试验台通过流水线的构思，将具备多种测量方式的检测试验台经过并联多路入口管路的方式，可同时与多个试验机台进行连接，每个机台均具备安装相应的待测压缩机的能力。在进行性能检测时，可按编号顺序依次对待测支路进行气路联通并测试检测件，试验台自动监测并记录测试参数。待该支路部件完成测试后，生成检测报表，并可自动切换气路通路至另一处已经安装好待测产品的试验机台，进行连续测试。此时，工作人员可对前一支路刚测试完成的部件进行拆卸并打包测试报表。后续支路的试验机台利用类似的方式进行试验，即可大大提高产品的测试效率。

2、本试验台支持螺杆压缩机、离心压缩机等多种类型、多种排量的压缩机快速检测能力。由于螺杆机、离心压缩机等产品工作原理与加工工艺的差异，导致测试对象质量单一指标无法准确衡量确定产品对应的排量信息。由于压缩机组装装配工艺、加注油液、加工精度的不同与测量误差的存在，导致即使同一产品，在不同生产批次中或试验中，整机质量信息、工作噪声和压缩机出口温度信息与排量的记录数据值都会存在一定的差异，所以需要合理利用算法策略，完成设备的快速测量。为支持试验台可以快速准确确定试验机型排量等测量策略，试验台支持利用PCA主因分析法，综合分析多维度信息并降维数据，再利用KNN算法，最终完成对高维度数据的高准确度分类目的。

至此，本发明可针对不同系列与型号的产品，采集工作时的多维度监控参量，并进行数据降维以加快分析速度，对降维后的大数据进行分类获取数据聚团，数据分析后划分数据域成不同数据集合；后续检测对象所落入的集合即代表对象所属的类型，成为自动完成最适测量策略的制定依据。

3、本发明还支持铭牌录入自动选择策略，也即通过手动录入方式，来确保单一机型测试时的快速检测目的，适合检测场合较为单一的场景或特定的校核场景所使用。

附图说明

图1为本发明的气路连接示意图；

图2为压缩机快速检测试验台试验数据处理图；

图3为压缩机快速检测试验台KNN分类边界图；

图4为压缩机快速检测试验台测试验证图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

10-检测工位；20-流量测试装置；

31-阀门控制模块；32-数据采集模块；

41-质量计量器；42-噪声振动采集器。

具体实施方式

为便于理解，此处以并列设置的四组检测单元为例，结合图1-4，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的测试工位：由四组并联的检测单元组成，为方便后述，此处由上而下依次命名为工位一、工位二、工位三和工位四。

气路设计主要包括两部分，第一部分为左侧并联工位至中间联通管路，第二部分为中联管路至右侧四组不同流量量程与精度的四个并联的流量测试装置20。其中第一部分气路将测试工位的气路出口经过电动调节阀CV连接至三通阀TV的入口端，三通阀TV经过控制选择气路连通大气环境所在的第一出口，或者连通后续测量气路所在的第二出口。第二部分气路由四组并联测量气路组成，每个测量气路由各气动球阀PV控制，完成对所在管路的封闭与开启。气动球阀PV后端连通有不同量程精度的流量测试装置20，以实现系统对流量测试装置20的选择。

为保证数据采集效果，本发明还包括数据采集单元：数据采集单元的核心由数据采集模块32与阀门控制模块31组成。

数据采集模块32对流量测试单元的压力、温度传感器数据进行实时信息采集，获取的压力数据将与目标数据进行比较；当低于预期设定值时，可以数字化自动负反馈于阀门控制模块31中控制上游流量测试贯通气路的电动调节阀CV，从而实现与采集系统的协调工作，直至负反馈调节至测试系统的压力值符合预期。

阀门控制模块31接受数据采集模块32的统一调配，将控制信号转换为控制电动调节阀CV与气动球阀PV的阀门开度控制信号。并联四条与各自测试工位相连的工位气路，每个气路途经电动调节阀CV来调节气路压力，三通阀TV将受控制中心的阀门切换指令，完成该气路气体排通大气或者通至测量气路。测量气路的气动球阀PV作为流量测量侧的气路控制部分，该气动球阀PV将受控制中心的控制，完成四个气动球阀PV中选取一个阀门的联通，其它阀门的闭合实现目标测量管路的选择。

还包括流量测试单元：该系统由用于采集检测工位10处压缩机的压力信息的压力传感器P和用于采集温度信息的尾端温度传感器T_P等构成，可直接利用GB/T 15487-2015ASME测量方式标准，完成流量测量工作。

工作流程说明：

每个工位进行检测时，主要对工作部件的气路阀门调节进行自动控制与传感器数据监测。

现在对系统的测试基本流程进行描述：整个系统需要将安装在四个测试工位的待测件完成为期2小时的测试任务，其中每个部件进行半小时为性能测试，此外时间为连续不停机功能测试。测试期间各个待测件不停机，通过改变待测件出口气路走向，实现持续测量系统不同时段里不同的待测件。

具体如下：

完成四台待测件的工装后，将待测件气路出口与电动调节阀CV入口相连，电动调节阀CV出口与三通阀TV门入口相连接。电动调节阀CV、三通阀TV的阀门的控制机构与数据采集单元的阀门控制模块31连接，实现数字化控制，从而分别对工位进行不间断测试与性能测试。系统通过人工或者自动算法完成三通阀TV的调整后，性能测试工位的气路将被引至流量测试单元，并流经气动球阀PV及其相匹配的流量测试装置20，依据国标1932进行性能测试工况。此时另外的三台待测件气路被三通阀TV门调整导出到大气环境。

以对工位一首先进行出厂工作参数监测，而同时段工位二、工位三、工位四进行基本连续工作可靠性校验为例：

数据采集模块32完成初始化设定，选择两小时的持续测量的第一个半小时对工位一进行性能测试，工位二、工位三和工位四进行可靠性测试。此时系统通过阀门控制模块31对四组电动调节阀CV进行阀门调节至额定工况的开闭度，工位一处三通阀TV切换通路方式，将工位一气路与图1中右侧的气路测量段相连，系统依据测量支路的算法或者数据采集模块32控制工位一处气动球阀PV门的开启，其他气动球阀PV关闭，完成系统自动完成最适流量量程管路的选择，实现性能测试工位气路至右侧最适流量量程的管路的连通，完成性能测量气路的选择步骤。同时，其余三通阀TV均连通外部大气环境。上述步骤完成后系统即完成了系统对四个工位的气路选择与调节功能。

随后，系统对四个工位的待测件进行动力电源切入，启动四台工作机，开始进行测试。工位二、工位三和工位四均开始首个半小时的工况测试，工位一开始性能测试，工位一出气口的高压气体经过相应电动调节阀CV、三通阀TV后与图1的右侧最适流量量程的管路导通，也即导通到最适流量量程的气动球阀PV和流量测试装置20形成的管路处，以方便完成流量、温度等指标的测量。流量测试装置20的压力传感器P将排气压力与排气温度进行测量，数据采集模块32分析压力指数是否满足目标值，当低于目标值后，调节电动控制阀的开度变大，反之则调小开度降压，当压力值满足预期后，测量系统依据GB/T15487-2015 ASME测量标准进行流量测量。系统自动进行温度、压力的记录，并通过标准完成流量的计算。半小时结束后，系统生成数据报表。

随后，系统再自动切换电动调节阀CV的连通，将工位一的出气气路引至大气环境，并调节工位二处三通阀TV，将工位二的气路切换连通至流量测量支路，系统此时会自动完成测量路最适量程的选择，并进行半小时的性能测量工作并生成报表。系统循环工作，完成四个检测工位10处四台待测件的快速出厂的各项测试项目。

测量系统管路选择方案有两种：

方案一：铭牌录入自动选择

a）、首先完成待测压缩机的额定参数的录入；随后，试验台依据输入的额定参数的排量数据也即录入排量，分别比较该录入排量与各流量测试装置20的量程的比值；当录入排量与当前流量测试装置20的量程的比值小于1，且该流量测试装置20比值为所有流量测试装置20中的最大值时，判定该流量测试装置20为最适量程下的流量测试装置20；

b）、当最适量程下的流量测试装置20选定后，数据采集单元发出控制指令，将最适量程下的流量测试装置20所在气路上的气动球阀PV打开，并关闭其他的气动球阀PV，此时待测压缩机与最适量程下的流量测试装置连通， 以便进行后续检测流程；

c）、当前机型压缩机完成检测后，数据采集单元切换三通阀TV至大气环境或气体处理设备，并依据下一个压缩机的录入排量，继续执行前述步骤，以此往复循环，直至全部测试完成。

该方案的优点：仅需要按顺序对进行测试机型的额定信息进行录入，后续的测量过程中，系统将自动完成与待测机器相匹配的测试管路选择。

缺点：可能出现人工录入铭牌数据错误，而系统依据错误的额定排量匹配了错误的量程进行测试，测试的结果可能不精确或者超出量程无法测量的情况。

方案二、全自动测量方式：

一、采集监测参量，获取样本数据

1.1.样本数据分类：

两类压缩机：螺杆压缩机与离心式压缩机；

十二种机型：每种机型均需完成样本采集；

1.2.样本数量：每种机型均通过试验获取200组样本信息；

1.3.训练集与测试集：每种机型对应数据中160组样本信息作为训练集，40组作为测试集；

1.4.样本采集：试验并获取训练集，每组样本为工位稳定工作后的声音响度信息、整机质量信息与出口温度信息三种维度的样本数据。该数据分别由噪声振动采集器42、质量计量器41及排气温度传感器T_排获得。

二、样本处理：

处理策略：由于整机质量信息和压缩机出口温度信息与排量的较强相关性，所有对样本数据中的整机质量信息与出口温度信息进行去中心化处理，再对去中心化的数据求解协方差，故需要对整机质量信息与出口温度信息进行如下处理：

2.1对每一类型的涉检的压缩机的机型及样本信息依序进行编号，通过下式分别获得检测工位10上的当前机型压缩机的出口温度数据和整机质量数据的样本均值：

其中：

为检测工位10上的第j种机型压缩机的出口温度数据的样本均值；

为检测工位10上的第j种机型压缩机的整机质量数据的样本均值；

n为当前机型压缩机的样本信息总数目；

t为压缩机的出口温度；

m为压缩机的整机质量；

i为当前机型压缩机的样本信息序列数；

j表示压缩机的机型序列编号；

t _ji 为检测工位10上的第j种机型压缩机在第i次试验时的出口温度数据；

m _ji 为检测工位10上的第j种机型压缩机在第i次试验时的整机质量数据；

2.2通过下式进行去中心化处理：

其中：

T_ji为去中心化处理后的第j种机型压缩机在第i次试验时的出口温度信息；

M_ji为去中心化处理后的第j种机型压缩机在第i次试验时的整机质量信息；

2.3通过下式获得整机质量信息与出口温度信息的相关性参数：

其中：

Cov（T,M）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T与整机质量信息测量数据M的协方差；

为去中心化后第j种机型压缩机的出口温度均值，去中心化后为数值0；

为去中心化后第j种机型压缩机的整机质量数据均值，去中心化后为数值0。

2.4通过下式获得待求解的协方差矩阵C：

其中：

Cov（T,M）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T与整机质量信息测量数据M的协方差；

Cov（M,M）为整机质量信息测量数据M本身的协方差；

Cov（M,T）为整机质量信息测量数据M与压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T的协方差；

Cov（T,T）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T本身的协方差；

公知操作中，小写指代具体数值；大写表示某类数据，说明类型；此处的t和T之间以及m和M之间同理，就不再赘述。

2.5求取协方差矩阵C，获得特征值与特征向量，随后获得降维后的一维信息Y；

以12组样本的均值情况为例

特征值为：

特征向量为：

求解降维后数据为：。

三、数据聚团与分类：

每种机型压缩机均通过试验获取200组样本信息；该200组样本信息中，160组样本信息作为训练集，40组作为测试集，此时执行以下子步骤：

3.1首先对样本空间各个样本点的降维后的一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息做欧式距离度量计算，通过下式获取样本信息的欧式距离矩阵的距离信息；

其中：

D_j,train为第j种机型压缩机的训练集数据中，降维后的一维信息Y下，工位稳定工作后的声音响度信息的数据间欧式距离结果矩阵，该矩阵包含160个具体结果，每个结果由降维后各个样本中一维信息Y与稳定工作后的响度信息间的欧式距离组成；

D_j,test为第j种机型压缩机的测试集数据中，降维后的一维信息Y下，工位稳定工作后的声音响度信息的数据间欧式距离结果矩阵，该矩阵包含40个具体结果，每个结果由降维后各个样本中一维信息Y与稳定工作后的响度信息间的欧式距离组成；

其中，200组样本集合为样本空间，每组样本信息为样本点。

具体欧式距离计算如下：

D _j,i 为训练集与测试集中第j种机型压缩机在第i次测试中，温度与质量降维后信息与响度数据的欧式距离计算值；

Y _j,i 为第j种机型压缩机将降维后的一维信息Y中的第i个数据；

A _j,i 为第j种机型压缩机在工位稳定工作后的声音响度信息数据集中的第i个数据；

此处将降维数据也即降维后的一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息进行组合判断，形成12组数据集。

每组均由降维数据与工位稳定工作后的声音响度信息二维信息组成，12组训练集中，每组有160个样本；12组测试集中，有40个样本。数据集汇总如图2所示。

3.2设定初始的算法超参数k，获取初步的各个压缩机型号对应的数据团，完成同类机型的数据聚集；

数据在区域分布非常集中并以团状聚集，此类数据称之为数据团。

3.3结合数据团分布情况，调整算法超参数k，并进一步对数据空间进行分类划分，获取空间区域中的机型映射；

对于本实施例，当k=30时，当前样本数据下，有较高分类准确度。分类结果参照图3所示。

3.4为映射区域进行排量标类，完成机型与排量映射。

图3的不同区块，是对数据域的精确划分；当测试样本落入所在区块后，即对应相关的测试量程，系统自动完成最适量程的选择。

四、纠正与自学习

出现新机型场景时，系统具有手工录入，自动修正的能力。

①创建新样本：手工标记该机型，系统将自动创建新分类数据集；

②样本积累：新增样本的试验工况数据收集汇总；

③训练新分类：重复前述一、二、三步骤，获取新数据分类映射。

五、样本验证

采集试验机型稳定工况下的多维度参量，并由系统完成数据降维与分类，确定试验机型与该机型的最大量程的信息，完成最适量程的快速选择。

以稳定工作出口温度信息为182.3摄氏度，整机质量信息为1053.2kg，额定压力8.5bar的稳定工况下的噪声数值为67.5dB的压缩机验证样本为例：

首先对压缩机的出口温度信息与整机质量信息利用特征向量进行求解，求得降维后数据：

Y_验证= [182.3,1053.2] * X ；

获得Y_验证= 152.3；

进而获取分类坐标D_验证=[152.3，67.5]；

此时所落在图中的验证点的位置为图4所示的区块的标记处。

据此，系统对该处映射的测量策略为：8.5bar稳定工况下采用10标方每分钟的测量系统进行流量测量。而处于螺杆38型的位置，对应的8.5bar的额定工况最大排量为6.9标方每分钟，实际压缩机型号确实为该厂家的螺杆压缩机38型号。

显然，所用的测量排量准确无误。

该类自动化方案，相较于人工操作而言，具有自动化完成数据测量的功能，可减少人工错误操作引发的风险的优点，更适用于工业化和自动化的使用场合。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一般用动力压缩机出厂快速检测试验台，其特征在于：包括彼此并联布置的两组以上的检测单元，各检测单元均包括通过气路依序串联的用于安装压缩机的检测工位（10）、电动调节阀CV、三通阀TV、气动球阀PV及流量测试装置（20），且不同流量测试装置（20）的检测量程存有差异；各三通阀TV的第一出口在连通流量测试装置（20）的同时又彼此连通，各三通阀TV的第二出口连通大气环境或气体处理设备；

该试验台还包括数据采集单元，所述数据采集单元包括用于启闭电动调节阀CV、三通阀TV和气动球阀PV以便择一连通相应检测工位（10）与流量测试装置（20）的阀门控制模块（31），和用于采集数据的数据采集模块（32）；流量测试装置（20）处还布置有用于采集检测工位（10）处压缩机的压力信息的压力传感器P和用于采集温度信息的尾端温度传感器T_P，尾端温度传感器T_P和压力传感器P的输出端连接数据采集模块（32）的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台，其特征在于：所述检测工位（10）上还设置有用于监测检测工位（10）处整机质量信息的质量计量器（41）、监测工位稳定工作后的声音响度信息的噪声振动采集器（42）及监测出口温度信息的排气温度传感器T_排，质量计量器（41）、噪声振动采集器（42）及排气温度传感器T_排的输出端连接数据采集模块（32）的信号输入端。

3.应用权利要求2所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1）、采集监测参量，获取样本数据；

1.1进行样本数据分类，明确涉检的压缩机类型及机型；

1.2对每种机型的压缩机均获取指定组的样本信息；

1.3划分每种机型压缩机对应的样本信息，形成训练集；每组训练集的样本数据包括工位稳定工作后的声音响度信息、整机质量信息与出口温度信息三种维度的维度数据；

1.4样本采集：进行检测试验并获取训练集；

2）、样本处理：

对样本数据中的整机质量信息与出口温度信息进行去中心化处理，再对去中心化的数据求解协方差，该协方差即为度量整机质量信息与出口温度信息的相关性参数；

3）、数据降维：

采用基于特征值分解协方差矩阵的PCA算法，对整机质量信息与出口温度信息进行降维处理，获得降维后的一维信息Y；

4）、数据聚团与分类：

将一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息作为最适排量的判断依据，进行KNN分类计算，完成当前机型压缩机与排量的映射。

4.根据权利要求3所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于：还包括校核步骤，在划分每种机型压缩机对应的样本信息时，该样本信息分别形成训练集和测试集；当完成当前机型压缩机与排量的映射后，将测试集放入该映射中，校核是否落入测试集的机型所在的区块；落入，则表示此时的检测工位（10）与最适量程的流量测试装置（20）匹配完成，试验台已自动完成最适量程的选择，可进行后续检测；如未落入，则重复步骤1）到步骤4），随后继续进行校核步骤。

5.根据权利要求3所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于：所述步骤2）包括以下子步骤：

2.1对每一类型的涉检的压缩机的机型及样本信息依序进行编号，通过下式分别获得检测工位（10）上的当前机型压缩机的出口温度数据和整机质量数据的样本均值：

其中：

为检测工位（10）上的第j种机型压缩机的出口温度数据的样本均值；

为检测工位（10）上的第j种机型压缩机的整机质量数据的样本均值；

n为当前机型压缩机的样本信息总数目；

t为压缩机的出口温度；

m为压缩机的整机质量；

i为当前机型压缩机的样本信息序列数；

j表示压缩机的机型序列编号；

t _ji 为检测工位（10）上的第j种机型压缩机在第i次试验时的出口温度数据；

m _ji 为检测工位（10）上的第j种机型压缩机在第i次试验时的整机质量数据；

2.2通过下式进行去中心化处理：

其中：

T _ji 为去中心化处理后的第j种机型压缩机在第i次试验时的出口温度信息；

M _ji 为去中心化处理后的第j种机型压缩机在第i次试验时的整机质量信息；

经过该步骤去中心化处理的T _ji 与M _ji 两类参数的数据已经将平均值的影响消除，该情况下第j种机型压缩机的出口温度均值和第j种机型压缩机的整机质量数据均值均已归零；

2.3通过下式获得整机质量信息与出口温度信息的相关性参数：

其中：

Cov（T,M）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T与整机质量信息测量数据M的协方差；

为去中心化后第j种机型压缩机的出口温度均值，去中心化后为数值0；

为去中心化后第j种机型压缩机的整机质量数据均值，去中心化后为数值0。

6.根据权利要求5所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于：所述步骤3）包括以下子步骤：

3.1通过下式获得待求解的协方差矩阵C

其中：

Cov（T,M）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T与整机质量信息测量数据M的协方差；

Cov（M,M）为整机质量信息测量数据M本身的协方差；

Cov（M,T）为整机质量信息测量数据M与压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T的协方差；

Cov（T,T）为压缩机稳定工况下出口温度信息测量数据T本身的协方差；

3.2求取协方差矩阵C，获得特征值与特征向量，随后获得降维后的一维信息Y。

7.根据权利要求4所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于：每种机型压缩机均通过试验获取200组样本信息；该200组样本信息中，160组样本信息作为训练集，40组作为测试集；此时，所述步骤4）包括以下子步骤：

4.1首先对样本空间各个样本点的降维后的一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息做欧式距离度量计算，通过下式获取样本信息的欧式距离矩阵的距离信息；

其中：

D_j,train为第j种机型压缩机的训练集数据中，降维后的一维信息Y下，与工位稳定工作后的声音响度信息的数据间欧式距离结果矩阵，该矩阵包含160个具体结果，每个结果由降维后各个样本中一维信息Y与稳定工作后的响度信息间的欧式距离组成；

D_j,test为第j种机型压缩机的测试集数据中，降维后的一维信息Y下，与工位稳定工作后的声音响度信息的数据间欧式距离结果矩阵，该矩阵包含40个具体结果，每个结果由降维后各个样本中一维信息Y与稳定工作后的响度信息间的欧式距离组成；

具体欧式距离计算如下：

D _j,i  为训练集与测试集中第j种机型压缩机在第i次测试中，温度与质量降维后信息与响度数据的欧式距离计算值；

Y _j,i  为第j种机型压缩机将降维后的一维信息Y中的第i个数据；

A _j,i 为第j种机型压缩机在工位稳定工作后的声音响度信息数据集中的第i个数据；

将降维后的一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息进行组合，形成j组二维信息数据集；每组二维信息数据集均由一维信息Y与工位稳定工作后的声音响度信息形成的二维信息组成；

4.2设定初始的算法超参数k，获取初步的各个压缩机型号对应的数据团，完成同类机型的数据聚集；

4.3结合数据团分布情况，调整算法超参数k，并进一步对数据空间进行分类划分，获取空间区域中的机型映射；

4.4为映射区域进行排量标类，完成当前机型压缩机与排量的映射。

8.根据权利要求3所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于：还包括自学习步骤，具体包括如下子步骤：

出现新机型场景时，手工标记该机型，试验台将自动创建新分类数据集，随后，进行新增样本的试验工况数据收集汇总；最后，重复步骤1）到步骤4），获取新机型与排量的映射。

9.应用权利要求1所述的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的一般用动力压缩机出厂快速检测试验台的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

a）、首先完成待测压缩机的额定参数的录入；随后，试验台依据输入的额定参数的排量数据也即录入排量，分别比较该录入排量与各流量测试装置（20）的量程的比值；当录入排量与当前流量测试装置（20）的量程的比值小于1，且该流量测试装置（20）比值为所有流量测试装置（20）中的最大值时，判定该流量测试装置（20）为最适量程下的流量测试装置（20）；

b）、当最适量程下的流量测试装置（20）选定后，数据采集单元发出控制指令，将最适量程下的流量测试装置（20）所在气路上的气动球阀PV打开，并关闭其他的气动球阀PV，此时待测压缩机与最适量程下的流量测试装置连通， 以便进行后续检测流程；

c）、当前机型压缩机完成检测后，数据采集单元切换三通阀TV至大气环境或气体处理设备，并依据下一个压缩机的录入排量，继续执行前述步骤，以此往复循环，直至全部测试完成。

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