基于声发射技术的阀门泄漏检测实验研究和数据分析
本文选题:阀门泄漏 + 声发射 ; 参考:《合肥工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:阀门被广泛应用于石油、化工、核电等重要领域,实现管路中流体介质的流通与关断,其密封性是一项重要的性能指标。阀门泄漏会造成能源浪费、环境污染,甚至会威胁到工人的生命安全。因此,开展阀门的在线故障检测和泄漏定量诊断研究具有重要的意义和广泛的应用前景。为了研究阀门泄漏声发射信号与泄漏率之间的关系,在重庆川仪自动化股份有限公司的阀门装配检验车间,搭建了基于声发射传感器的阀门泄漏检测实验平台,对HTS、HCP、HSN三种类型的阀门,在压强为0.35MPa、0.5MPa、0.8MPa,阀门公称通径为32mm、40mm、80mm、100mm的条件下进行了泄漏检测实验,得到大量实验数据。基于实验数据,研究阀门泄漏信号特征量与泄漏率之间的规律。分析泄漏信号和无泄漏信号的幅值谱,并进行对比,确定阀门泄漏声发射信号所在的频带为31kHz~33kHz。大量的分析和对比表明,阀门公称通径、阀门类型以及压强不会改变阀门泄漏声发射信号的频带。因此,设计通带为31kHz~33kHz的巴特沃斯带通滤波器,对阀门泄漏声发射信号进行滤波。对滤波后的信号,从时域和频域两个角度进行分析。把每组数据进行分段处理,计算每段数据在时域的幅值平方和、在频域的功率谱面积,提取到泄漏信号的两个特征量:时域能量和频域面积。采用最小二乘法,对时域能量和泄漏率、频域面积和泄漏率分别进行拟合。拟合结果显示,时域能量和泄漏率、频域面积和泄漏率均符合y(28)a(9)x(10)b的线性关系,并且拟合度都接近1,这证明漏信号特征量和泄漏率之间存在线性关系。
[Abstract]:Valves are widely used in oil, chemical, nuclear power and other important fields, to achieve the flow of fluid in the pipeline and shut off, its sealing is an important performance index. Valve leakage can cause energy waste, environmental pollution, and even threaten the safety of workers. Therefore, it is of great significance and wide application prospect to carry out online fault detection and quantitative leakage diagnosis of valves. In order to study the relationship between valve leakage acoustic emission signal and leakage rate, an experimental platform of valve leakage detection based on acoustic emission sensor was set up in the valve assembly and inspection workshop of Chongqing Chuanyi Automation Co., Ltd. The leakage detection experiments were carried out for the three types of valves with HTS HCPN HSN at a pressure of 0.35 MPA / 0. 5MPa and a nominal diameter of 32mm / 40mm / 80mm / 100mm, and a large number of experimental data were obtained. Based on the experimental data, the regularity between the characteristic quantity of valve leakage signal and leakage rate is studied. The amplitude spectrum of leakage signal and non-leakage signal are analyzed and compared. The frequency band of valve leakage acoustic emission signal is determined to be 31kHz ~ 33kHz. A large number of analyses and comparisons show that nominal valve size, valve type and pressure do not change the frequency band of valve leakage acoustic emission signals. Therefore, a Butterworth band-pass filter with 31kHz~33kHz passband is designed to filter the valve leakage acoustic emission signal. The filtered signal is analyzed from time domain and frequency domain. Each group of data is processed in sections, the square sum of amplitude in time domain is calculated, the power spectrum area in frequency domain is calculated, and the two characteristic quantities of leakage signal are extracted: time domain energy and frequency domain area. The time domain energy, leakage rate, frequency domain area and leakage rate were fitted by least square method. The fitting results show that the time domain energy, leakage rate, frequency domain area and leakage rate all accord with the linear relationship of y(28)a(9)x(10)b, and the fitting degree is close to 1, which proves that there is a linear relationship between the leakage signal characteristic quantity and the leakage rate.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH134
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,本文编号:1844050
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