小波包技术用于往复泵活塞故障的诊断

　　小波包技术用于往复泵活塞故障的诊断仲如冰杨其俊号的小波包分解重构及分频带能量监测，取得了很好的诊断效果。

　　小波分析，1618103是在傅立叶分析的基础上发展起来的种新的时间频率局部分析方法，是近年来在研究工具和方法上的创新，已成为众多学科共同关注的热点。

　　缸往复泵是石油矿场中广泛应用的重要设备。

　　作为往复泵液力端关键部件的活塞，由于受高压泥浆和固体磨砺的双重作用，极易损坏。往复泵由于结构较为复杂，激振源类型多，因此测取的振动信号成分非常复杂，为典型的非平稳时变信号。笔者利用小波分析理论对活塞故障诊断进行了较深入的研究。

　　小波包分析方法是在多分辨率基础上形成的种更精细的信号分解方法。它可以对信号在全部的频带范围内进行正交分解。

　　小波包变换的定义为，对于给定的正交滤波器系小波包分频带能量监测原理小波包正交分解的信号，各频带信号独立，能量守恒，用小波包分频带能量监测方法是符合实际的。

　　使用时可采用小波包分解信号的均方根值所在频带的信号能量大小。

　　实验设备及监测系统组成监测的泵为邪25060往复泵。使用的振动信号采集及分析软硬件有8尺加速度计及2635电荷放大器，微机及数据采集和分析系统等。实验过程中，将个电涡流传感器安装在机架上，作为时标信号，压电加速度计用于测量欲诊断活塞缸套压盖上的振动加速度。

　　泵及测点布置信号采集原理比。

　　由缸泵工作原理知道，电涡流传感器可准确测数认，它满足及相应的共轭滤波器系数为通过小波包分解，可将信号分解到相邻率段划分得越来越细。经过每层变换后的数据量减半，当分解到第层时，其中每频率段的数据量是原来信号数据量的12倍。因此，越往下分解，各个频率段上的时域分辨率就越低。为提高时域分辨率，可根据需要对信号进行单独频率段组合频率段或所有频率段重构。

　　量左缸活塞运动靠近动力端死点的位置，从而可获取任缸的吸人和排出过程中缸套压盖上的振动信号，1以便用小波包技术进行振动信号的分析。

　　实测结果分析根据以上小波包理论，编制了小波包的分解重实险用栗简及测点位，1信号采集原理框中国设备管理2000.4构软件程序。根据信号分析的需要，采用了13次样条滤波器。根据涡流传感器位置信号，截取了活塞正常及活塞有小裂口情况下，右缸排出开始至吸入过程将近结束时泵右缸缸套压盖上的振动加速度信号。

　　信号的采样频率为12.8kHz.

　　1.时域波形分析塞故障时的振动时域波形。从时域波形看，者波形很相近，故障特征不明显，很难区分活塞的正常与否。

　　对上述信号进行了小波包分解，振动信号被分解成16个频段，频率范围为6.4每频段的频率范围为400出。小波包分解331.

　　小波包分频带能量4，1所75.根据3和4的对比，当活塞有故障时在1.6，2.0，12和2.8，3.2频段能量增加更为显著，可采用小波包分解及小波包分频带能量监测能够有效地提取活塞将反映活塞破损故障较为突出的频段1.6 2.信号的小波包分析及小波包能量监测2.0和2.8，3.21进行小波包重构，5所，5为活塞正常时的重构信号，度有效值比正常时出许多，活塞故障时，活塞与缸套间的摩擦造成的频激励响应增加幅度较大，比2的原始时3活塞正常07域波形特征要突出得多。

　　1活塞故障8活塞正常1活塞故障鸣鹰3活塞正常1活塞故障8振动有效值为0.4435广丁喝1 3活塞正常1活塞故障因往复泵工作过程中激励振源多，测取的机体上的振动信号成分复杂，若用般的信号处理手段很难对活塞故障，尤其是初期故障进行判别。而通过小波包分解小波包分频带能量监测以及小波包分解后信号的重构，可以很好地判别往复泵活塞的破损磨损故障。

　　结语往复泵活塞的故障诊断难度较大，利用小波包分解重构及分频带能量监测技术，对往复泵活塞状态的故障诊断是个新的尝试，它用到的特征参量少故障特征突出，为往复泵工况监测与故障诊断提供了种新的故障特征提取方法。

　　出1.秦前清，杨宗凯。实用小波分析。西安。西安电子科技大学出版社。1994赵松年，熊小芸。子波变换与子波分析。

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