基于递归理论的泵站压力管道运行状态监测

发布时间：2021-08-15 12:35

　　针对不利因素导致的管道运行异常问题,提出一种基于递归理论的泵站管道运行状态监测方法。首先,通过振动传感器提取压力管道关键部位的实测信息,并将同一位置不同方向的数据信息进行融合,得到一组反映结构整体动力特性的综合数据;其次,利用伪近临法与互信息法分别选取相空间重构参数m和τ;最后,绘制并计算代表管道动力特性的递归图及递归量化指标。将该方法应用于景泰川工程二期七泵站管道运行监测,通过设置不同的运行工况进行验证,结果表明:机组开关瞬间与稳定运行工况下,管道结构振动信号的递归图呈现不同模式,递归量化指标-确定性、对角线平均长度L、递归率及递归熵也呈现明显差异,能有效区分管道振动状态。该方法为压力管道的无损动态监测提供了新思路。 

【文章来源】：振动.测试与诊断. 2020,40(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

相空间重构参数的选取

由图6可知：D工况下的递归图中递归点汇聚成条状与块状，且分布较均匀，随时间变化在主对角线方向呈现一定规律，几乎不存在独立递归点，平行于主对角线的线段多且长，属于周期模式；E工况下的递归图的线条分布不均匀，独立递归点较多，平行于主对角线的线段模糊且较短，存在极为模糊的“十”字带状区域，属于飘移与突变的混叠模式。由此可知，两种工况下的振动信号均属于非平稳信号，相对于E工况，D工况振测信号的随机性差，确定性较强，呈现一定的周期性，复杂度较小。3.6 基于递归量化指标的状态监测

图7为管道（A～K)11种状态下的周期性指标变化曲线，由图可知：开关机瞬间，DET值位于0.97左右，L值位于0.72～0.98之间，管道信号的确定性较强，对角线平均长度较大；稳定运行期间，两值随管道振幅的减小而减小，DET位于在0.82左右，L值位于0.72～0.98之间，管道信号的确定性较差，对角线平均长度较小。两振动状态下管道信号的确定性指标DET相差约为0.15，最大差值为0.24；对角线平均长度L最大相差0.78。分析可知，周期性指标DET值与L值在管道剧烈振动与稳定运行两类状态下有明显差距，两者均能有效区分结构的振动状态，可作为管道振动状态监测中的参考指标。其原因是：泵机开关的短时间内，水体拍击与泵机振动均明显影响管道自身振动，促使管道振动呈现一定周期性，因此，信号的周期递归程度与平均预测时间增加，即DET值、L值增大；泵机稳定运行期间，水体拍击、泵机振动相对较弱，两者对管道的影响减小，进而结构振动信号的随机性升高，此时，信号的周期递归程度与平均预测时间降低，DET值、L值随之减小。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3344571