Способ регистрации состояния насосного агрегата

Изобретение касается способа регистрации состояния насосного агрегата или части насосного агрегата. Способ включает следующие шаги способа: запись видеоряда находящегося в эксплуатации насосного агрегата или по меньшей мере его части, и определение состояния насосного агрегата или его части по изменениям на изображениях видеоряда. При этом определяют скорости изменений между пикселями или группами пикселей изображений видеоряда, следующих друг за другом, и по определенным скоростям изменений осуществляют определение состояния насосного агрегата. Видеоряд оценивается путем цифровой обработки изображений при поддержке банком данных. Изобретение позволяет просто и без больших конструктивных издержек определить работает ли насосный агрегат надлежащим образом, или же в данной области констатируются недопустимо высокие колебания, которые указывают на дефект, например повреждение подшипника или неоптимальную настройку частоты вращения. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение касается способа регистрации состояния насосного агрегата.

Не только в медицинской технике, стараются, путем профилактических мер, как можно раньше распознавать возникающие ошибки, чтобы их можно было лучше исправлять. Соответствующее относится к области машин, в частности насосных агрегатов, о которых здесь идет речь. В то время как раньше центробежный насос системы отопления, напр., заменяли только при дефекте, т.е. при останове насоса, сегодня стараются путем регулярного контроля регистрировать состояние насосного агрегата и вместе с тем также возможные изменения состояния, чтобы своевременно обновлять части насосного агрегата или сам насосный агрегат, прежде чем дефект приведет к выходу из строя насоса и вместе с тем, чаще всего, всей установки.

Из WO 2016/059112 A1 к уровню техники относится акустическая регистрация состояния насосного агрегата, например, центробежного насоса системы отопления. Для съемки может использоваться обычный смартфон, который предварительно обрабатывает акустические данные путем обработки сигнала и исследует в отношении возникающих аномалий или ошибок. Этим известным способом могут, например, регистрироваться повреждения подшипников или кавитация внутри насоса. Преимущество этого акустического анализа ошибок во время эксплуатации насосного агрегата заключается в том, что сервисный техник без особой сенсорики или сложной тестовой конструкции может исследовать насосный агрегат на ошибки во время текущей эксплуатации.

Недостатком при этом способе является, однако, что он не может выполняться или по меньшей мере не может выполняться с требуемой надежностью в окружающей среде, неблагоприятной в отношении шума.

По этой причине в основе настоящего изобретения лежит задача создать альтернативный или дополнительный способ регистрации состояния насосного агрегата, который не имеет вышеназванных недостатков, однако на практике может выполняться просто и без больших конструктивных издержек.

Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью способа, приведенного в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретением способа вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения, последующего описания и чертежей.

Предлагаемый изобретением способ регистрации состояния насосного агрегата или части насосного агрегата включает в себя два основополагающих шага способа, а именно, запись видеоряда находящегося в эксплуатации насосного агрегата или по меньшей мере его части и последующее определение состояния насосного агрегата или его части по изменениям на изображениях видеоряда.

Основной идеей настоящего изобретения является, вместо известного акустического анализа или дополнительно к нему выполнять оптический анализ насосного агрегата или, соответственно, его интересующей части. Также при предлагаемом изобретением способе путем надлежащей предварительной обработки сигнала видеоряда, то есть некоторого количества следующих друг за другом отдельных изображений, устанавливается, как насосный агрегат или его интересующая часть движется/вибрирует на своей поверхности, чтобы по этим движениям делать заключения о состоянии насосного агрегата.

Предлагаемый изобретением способ предусмотрен для регистрации состояния при эксплуатации насосного агрегата. Так как он основывается на изображениях видеоряда, он может распространяться только на области поверхности агрегата, например, корпус насоса, корпус двигателя, крепление для двигателя, муфту между валом двигателя и валом насоса или тому подобное. Предлагаемый изобретением способ, в принципе, пригоден для регистрации состояния всех насосных агрегатов, какие только возможны, особенно предпочтительно он применим у одно- или многоступенчатых центробежных насосов, привод которых осуществляется электродвигателем, который является управляемым по частоте вращения или регулируемым по частоте вращения, то есть обычно имеет выпрямитель тока/преобразователь частоты для активирования.

Под насосным агрегатом в смысле настоящего изобретения следует понимать жидкостный насос, в частности одно- или многоступенчатый центробежный насос, привод которого осуществляется двигателем, в частности электродвигателем, при этом двигатель и насос либо имеют один общий вал, либо соединены друг с другом муфтой, передачей или другим приводным соединением. Насосный агрегат в смысле настоящего изобретения может быть также образован некоторым количеством, например, параллельно включенных насосных агрегатов, которые активируются одним общим вышестоящим управлением, как это происходит, например, у бустерных насосов.

Путем записи видеоряда находящегося в эксплуатации насосного агрегата или его части регистрируются движения поверхности, которые позволяют делать заключения о состояниях насосного агрегата, в частности критических состояниях, возникающих при износе конструктивных элементов и при эксплуатации в областях, критичных в отношении резонанса, и тому подобных.

При этом изменения на изображениях видеоряда определяются предпочтительно путем цифровой обработки изображений, как это еще будет описываться в подробностях ниже.

В качестве самого важного критерия характеристики состояния в соответствии с изобретением предусмотрено определение скоростей изменений между пикселями или группами пикселей изображений видеоряда, следующих друг за другом, и выполнение определения состояния насосного агрегата по определенным скоростям изменений. При этом обычно оцениваются непосредственно следующие друг за другом изображения видеоряда, однако могут также намеренно выпускаться отдельные изображения или, при необходимости, также группы изображений, что, однако, следует учитывать при расчете времени. Следует исходить из того, что параметры времени видеоряда (время экспозиции каждого изображения), а также интервал времени между следующими друг за другом изображениями известны. Удивительным образом оказалось, что скорости изменений на изображениях видеоряда особенно репрезентативны для состояния насосного агрегата.

При этом предпочтительно группировать пиксели и группы пикселей соответственно их определенной скорости изменений и по группам распределять в пространстве. Благодаря этому распределению, на более позднем похожем на географическую карту изображении по определенным скоростям изменений можно характеризовать и, таким образом, в итоге представлять, какие области поверхности насосного агрегата отличаются особенно интенсивным движением, и вместе с тем определять, где возникают большие амплитуды колебаний, из чего опосредствованно или непосредственно возможны заключения о подшипниках, износе и нагрузке насосного агрегата.

Удивительным образом оказалось, что по скорости изменений изображений, следующих друг за другом, которая является мерой колебаний в соответствующих областях поверхности насосного агрегата, могут устанавливаться значения или пределы значений, представляющие определенное состояние. Поэтому одному из усовершенствований изобретения предусмотрено сравнение определенных скоростей изменений и их пространственного распределения при помощи банка данных с сохраненными в банке данных значениями и н основании этого сравнения определять состояние. При этом предпочтительно, если речь идет об облачном банке данных, так как тогда эти значения, например, через интернет доступны для сравнения и для определения состояния во всем мире.

При этом для определенных состояний или областей могут устанавливаться предельные значения, так что путем сравнения может определяться, превышаются ли предопределенные значения скорости и где. Тогда они могут предпочтительно отображаться на дисплее, чтобы сервисный техник, осведомленный в контроле данного насосного агрегата, сразу видел, где лежат эти критические области и какие возможны механические или электронные меры их устранения.

Особенно практичным и ресурсосберегающим образом предлагаемый изобретением способ применяется с использованием мобильного компьютера, обычно смартфона или планшета, с помощью которого осуществляется как запись видеоряда, так и передача записанных данных серверу банка данных. Смартфоны и планшеты имеют сегодня быстродействующие устройства регистрации изображений, а также беспроводную связь, будь то WLAN или мобильная связь, или же являются проводными, чтобы коммуницировать с сетями, в частности интернетом. Таким образом, они имеют все предпосылки для реализации передачи серверу банка данных, который предпочтительно является облачным, чтобы он был достижим через мобильный компьютер, напр., через интернет почти с любого места. При этом мобильный компьютер целесообразным образом снабжен рассчитанным на предлагаемый изобретением способ программным приложением, работающим на компьютере для выполнения способа и направляющим пользователя к отдельным шагам способа, которые компьютер затем выполняет в значительной степени самостоятельно. Дисплей мобильного компьютера должен предпочтительно использоваться для представления отображения состояния. Вычислительные операции для определения состояния, в зависимости от объема вычислений, могут выборочно выполняться на мобильном компьютере или сервере банка данных, или том и другом.

Это касается как определения скоростей изменений изображений, так и их пространственного распределения, а также их основанной на банке данных оценки.

Особенно предпочтительно, если при предлагаемом изобретением способе до или во время записи видеоряда снимается по меньшей мере одно изображение подлежащего исследованию насосного агрегата или подлежащей анализу области этого насосного агрегата и используется банком данных для определения типа насосного агрегата, при этом осуществляется сравнение с зарегистрированными в банке данных данными изображений. Такое автоматизированное сравнение имеет то существенное преимущество, что без вводов обозначения типа, номера серии и тому подобного банком данных могут определяться релевантные значения/предельные значения данного типа насосного агрегата и использоваться для дальнейшего выполнения способа при регистрации состояния.

При этом предпочтительно, если альтернативно или дополнительно перед записью видеоряда посредством мобильного компьютера вводится тип насосного агрегата и/или подлежащая анализу область насосного агрегата. Так, например, может быть предусмотрено, чтобы тогда, когда сравнение изображений не приводит ни к какому или не приводит к однозначному результату в отношении типа насосного агрегата, дополнительно может осуществляться ручной ввод типа насосного агрегата, или тогда, когда банку данных все же удалось определить тип насосного агрегата, путем соответствующего ввода указывать определенную область насосного агрегата, состояние которой должно анализироваться. В частности, у насосных агрегатов большеразмерной конструкции, у которых в корпусе насоса расположен центробежный насос, имеющий одну или несколько ступеней, соединенный муфтой с электродвигателем, целесообразно отмечать, какая из трех областей (насос, муфта, двигатель) должна исследоваться. Это относится также к бустерным насосам, чтобы отмечать, какие из отдельных насосных агрегатов должны исследоваться.

При этом по одному из предпочтительных усовершенствований предлагаемого изобретением способа после установления типа насосного агрегата и/или подлежащей анализу области банком данных определяются предопределенные скорости и целесообразные в этой связи фильтры частот для обработки изображений и предоставляются для последующей обработки сигнала, а также для определения состояния.

Цифровая обработка изображений видеоряда может осуществляться любым надлежащим образом, который позволяет определять состояние при реализуемых объемах вычислительных работ, будь то на мобильном компьютере и/или на сервере. Особенно предпочтительной оказалась, однако, цифровая обработка изображений видеоряда, при которой осуществляется один или несколько из следующих шагов.

Целесообразно сначала преобразовывать электрический сигнал, представляющий видеоряд, в YUV-сигнал и тогда в дальнейшем использовать сигнал яркости Y для дальнейшего анализа. Обработка YUV-сигнала широко распространена, надежна и технически реализуема экономичным образом. При этом благодаря использованию сигнала яркости Y уже может значительно уплотняться объем данных, т.е. уменьшаться за счет цветовой информации.

Чтобы тогда дополнительно уплотнить количество пикселей каждого отдельного изображения, оказалось предпочтительным, применять к используемым для анализа отдельным изображениям пирамиду Гаусса или пирамиду Гаусса-Лапласа. При применении пирамиды Гаусса или, соответственно, пирамиды Гаусса-Лапласа объем данных может уплотняться при сравнительно низком объеме вычислительных работ. При сжатии данных удаляются высокие частоты, которые содержат наименьшую долю информации для настоящей оценки. Разумеется, что это также могло бы осуществляться другими способами, например, преобразованием Фурье.

Тогда в соответствии с предлагаемым изобретением способом предпочтительно предусмотрена фильтрация отдельных изображений после уплотнения данных с помощью полосового фильтра, то есть видеоряд предпочтительно после уплотнения данных передается на фильтрацию с помощью полосового фильтра.

Предпочтительно именно после уплотнения данных этих изображений/сигналов определяется оптический поток, а также определяется скорость изменений, то есть оптического потока, между следующими друг за другом изображениями. Это может предпочтительно осуществляться посредством метода Лукаса-Канаде, на который здесь, только в качестве примера, делается ссылка. И этот метод реализуем при сравнительно небольшом объеме вычислительных работ и в значительной степени нечувствителен к шумам и дефектам изображений.

Наконец, создается изображение насосного агрегата или подлежащей анализу области насосного агрегата соответственно определенным скоростям с учетом их пространственного распределения, которое предпочтительно отображается на дисплее или же может быть сохранено сервером или насосным агрегатом. При этом предпочтительно особо отмечаются области изображений, в которых превышается предопределенная скорость, например, путем выделения красным изображения, обыкновенно представляемого только в серых тонах. Тогда специалист непосредственно видит, о какой проблеме идет речь на отображенных областях изображений, например, поврежден ли подшипник вала или имеются резонансы системы, уменьшающие коэффициент полезного действия.

Хотя вышеназванные способы обработки изображений чрезвычайно надежны, все же предпочтительно исследовать видеоряд перед обработкой изображений в отношении пространственной согласованности его изображений и при недостаточной согласованности дать сигнал для повторения съемки видеоряда на мобильном компьютере. Так, может быть целесообразным использовать для съемки видеоряда штатив. Также предпочтительно применять оптическую и/или электронную стабилизацию изображений, чтобы исключать смазывание изображений при плохом освещении. Также может быть целесообразным снимать видеоряд при дополнительном освещении, которое имеется сегодня у современных смартфонов. Информационное содержание видеоряда тем выше, чем выше его частота изображений, т.е. чем больше изображений делается в секунду. Однако с возрастающим количеством изображений сокращается время съемки и вместе с тем количество света, которое попадает на чип. То есть дополнительное освещение при съемке видеоряда всегда будет иметь положительный эффект в отношении информационного содержания видеоряда.

По одному из предпочтительных усовершенствований предлагаемого изобретением способа после осуществленной регистрации состояния и определения по меньшей мере одной области, в которой предопределенная скорость изменения превышается, подается поддерживаемый банком данных сигнал для измененной настройки насосного агрегата и/или для замены конструктивных элементов. Разумеется, что в этом случае банк данных должен включать в себя не только предельные значения скорости, но и конкретные образцы скорости, которые коррелированы с ошибками, будь то ошибки хранения или ошибки настройки, так что практически может осуществляться анализ ошибок с указанием, какие настройки должны быть изменены или, соответственно, какие конструктивные элементы должны быть заменены. Так, например, ошибка резонанса может уменьшаться таким образом, что насосный агрегат в этой резонансной области больше не эксплуатируется, то есть изменяется частота вращения.

Предпочтительно во время съемки видеоряда снимается не только последовательность изображений, но и звук, и дополнительно производится определение состояния насосного агрегата путем оценки звукового ряда. В этой связи ссылаемся на WO 2016/059112 A1, в которой это описано в подробностях. Разумеется, что в этой связи видео- и звуковая съемка не обязательно должны осуществляться одновременно. В частности, тогда при частотно-избирательных съемках, которые описаны в вышеназванной публикации, может также потребоваться в дальнейшем произвести несколько звуковых съемок находящегося в эксплуатации насосного агрегата. В частности, при применении смартфона или планшета такая дополнительная оценка звука может осуществляться практически без дополнительных технических издержек.

Предпочтительно предлагаемый изобретением способ повторяется с интервалами времени, при этом определенные в каждом случае значения скорости сохраняются в памяти, так что регистрируются не только абсолютное состояние насосного агрегата, определенное в данный момент, но и изменение состояния в течение времени.

Предлагаемый изобретением способ может предпочтительно выполняться с управлением с помощью приложения с применением интегрированный в смартфон цифровой камеры, однако не ограничивается этим. Чем выше частота съемки, тем больше возможностей для определения состояния. При видеоряде, имеющем 240 изображений в секунду, могут регистрироваться и анализироваться вибрации до 120 Гц. Это соответствует диапазону частоты вращения до 7200 оборотов в минуту. В этом диапазоне могут анализироваться почти все обычно возникающие ошибки.

Изобретение пояснено подробнее ниже на одном из примеров осуществления; показано:

фиг.1: на сильно схематизированном изображении применение предлагаемого изобретением способа посредством смартфона на бустерном насосе;

фиг.2: на сильно упрощенном перспективном виде сбоку разделенный на четыре области многоступенчатый магистральный центробежный насос, имеющий прифланцованный приводной двигатель;

фиг.3: изображение видеоряда выбранной области;

фиг.4: определенная соответственно изменениям скоростей на основании видеоряда карта распределения скорости; и

фиг.5: изображение, видимое на дисплее по окончании способа, с учетом предопределенных значений и пространственного распределения; и

фиг.6: блок-схема, относящаяся к способу определения состояния.

Предлагаемый изобретением способ пояснен далее в качестве примера, при этом шаги способа приведены в подробностях на блок-схеме в соответствии с фиг.6. На фиг.1 изображено, как в качестве примера может выполняться предлагаемый изобретением способ. Подлежащий исследованию насосный агрегат 1, в изображенном варианте осуществления бустерный насос, состоит из трех параллельно включенных центробежных насосов 2, привод каждого из которых осуществляется электродвигателем 3, управляемым преобразователем частоты. Вышестоящее управление 4, в зависимости от потребности, подключает или отключает центробежные насосы 2, нагнетающие из общего всасывающего трубопровода 5 в напорный трубопровод 6.

Чтобы определить состояние этого состоящего из трех отдельных агрегатов насосного агрегата 1, человек-оператор 7, у которого на фиг.1 изображена только рука, пользуется смартфоном 8, на котором сначала запускается предназначенное для этой цели программное приложение, которое сначала просит человека-оператора 7 посредством смартфона 8 сделать изображение насосного агрегата 1. Посредством беспроводной связи смартфона (WLAN, Bluetooth, мобильная связь 3G, 4G, 5G и пр.) он связывается с облачным банком данных сервера, который анализирует переданное изображение насосного агрегата 1 при помощи банка данных изображений, идентифицирует и затем просит маркировки подлежащей исследованию части насосного агрегата 1, который на фиг.1 изображен маркированными на дисплее 9 смартфона 8 электродвигателями 3. Теперь эта выбранная область 10 рассматривается для дальнейшего определения состояния, при этом сначала посредством смартфона 8 снимается видеоряд этой области насосного агрегата 1 и для дальнейшей обработки через облачную сеть передается серверу, который при наличии доступа к данным, к сохраненным в банке данных, предварительно обрабатывает переданный видеоряд, анализирует и отображает результат на дисплее 9.

Как это происходит в подробностях, поясняется на насосном агрегате 11, который изображен на фиг.2, и далее на блок-схеме в соответствии с фиг.6.

Насосный агрегат в соответствии с фиг.2 представляет собой многоступенчатый центробежный насос магистральной конструкции, имеющий вертикальное расположение вала, который продается фирмой-заявителем с обозначением типа CR с различными конструктивными размерами. Этот насосный агрегат 11 имеет основание 12 насоса, которое несет на себе весь агрегат и стоит на полу. В основание 12 вделан патрубок 13 входного трубопровода, а также патрубок 14 выходного трубопровода.

К основанию 12 насоса присоединяется сверху по существу цилиндрическая часть 15 насоса, в которой помещаются ступени насоса, и которая вверху заканчивается головкой 16 насоса, выполненной в виде крепления 17 для двигателя и на своей верхней стороне выполненной для помещения электродвигателя 18. Содержащая ступени насоса цилиндрическая часть 15 насоса зажата стяжными болтами между головкой 16 насоса и основанием 12 насоса. Внутри этой части 15 насоса оперт с возможностью вращения вал, в котором помещаются (не изображенные) рабочие колеса ступеней насоса, и верхний конец которого с уплотнением проведен через головку 16 насоса, где он муфтой, которая расположена в области крепления для 17 двигателя, соединен приводом с указывающим вниз концом вала электродвигателя 18. Такой насосный агрегат для анализа состояния предлагаемым изобретением способом в качестве примера разделен на четыре области A, B, C и D, при этом область A включает в себя электродвигатель 18, область B - крепление для 17 двигателя, область C - цилиндрическую часть 15 насоса с находящимися в ней ступенями насоса, а часть D - основание 12 насоса с патрубками 13 и 14 трубопроводов. Итак, далее на этом насосном агрегате 11 в качестве примера поясняется предлагаемый изобретением способ регистрации состояния насосного агрегата 11 или, соответственно, его части.

Сначала на смартфоне 8 запускается соответствующее программное приложение, которое просит пользователя 7 в первом шаге 20 включить насосный агрегат 11 или, соответственно, подтвердить, что насосный агрегат 11 работает. Как только это подтверждено оператором, осуществляется опрос 21, в котором оператор может указать, должно ли осуществляться автоматическое распознавание насосного агрегата посредством смартфона или ручной ввод. После ручного ввода 22 типа насосного агрегата, например, путем указания номера серии, смартфон 8 через сеть связывается с облачным банком данных для идентификации насосного агрегата и затем просит пользователя 7 указать область насосного агрегата 11, состояние которой должно исследоваться. Теперь уже оператор 7 может выбирать только между областями A-D, и после выбора одной из этих областей его просят подготовить видеоряд этой области работающего насосного агрегата. Этот шаг обозначен на схеме в соответствии с фиг.6 ссылочным обозначением 23.

Если оператор 7 при опросе 21 принимает решение об автоматическом распознавании, программное приложение в шаге 25 просит его создать с помощью его смартфона 8 изображение или видеоряд всего насосного агрегата 11 или его части, то есть одной из областей A-D, который затем оценивается сетью посредством распознавания изображений с поддержкой банком данных, и результат передается в смартфон 8. Если посредством смартфона 8 фотографически регистрировался весь насосный агрегат 11, будь то в виде отдельного фото или короткого видеоряда, то оператору 7 на дисплее отображаются области A-D насосного агрегата 11, чтобы выбрать, какая из этих областей A-D должна исследоваться. После выбора соответствующей области оператора 7, аналогично шагу 23, теперь же в шаге 25 просят подготовить видеоряд этой части A, B, C или D насосного агрегата 11. Если оператор 7 при автоматическом распознавании уже указал только одну часть A, B, C или D насосного агрегата 11, то при соответствующей идентификации насосного агрегата 11 и одной из областей A, B, C или D выбор области может не осуществляться.

Теперь оператора 7 просят изготовить видеоряд предопределенной длины подлежащей исследованию области, которая ранее была выбрана с ссылочным обозначением B, напр., 5-10 секунд. Этот снятый смартфоном 8 видеоряд области B (соответственно фиг.3) насосного агрегата 11 регистрирует включающую в себя крепление для 17 двигателя область, в которой концы вала двигателя и вала насоса соединены приводом посредством муфты. Этот видеоряд в шаге 26 посредством смартфона 8 и сети на основе интернета передается серверу. Затем сервер с использованием данных об этом типе насосного агрегата и выбранной области, сохраненных в банке данных, передает возникающие здесь диапазоны частот, а также максимально допустимые в этой области, зависящие от области скорости изменений. Таким образом, в этом шаге 27 переданный серверу видеоряд путем надлежащей цифровой обработки изображений сначала уплотняется по количеству данных, а затем в шаге 28 составляется карта распределения скорости. Эта карта изображена на фиг.4 и включает в себя группы пикселей, которым присвоен одинаковый код серого цвета. Каждый код серого цвета указывает среднее изменение скорости этих групп пикселей. То есть там, где на фиг.4 черные поля 33, скорость изменения является наименьшей, в отличие от чего белые поля 34 представляют части изображения, где скорость изменения между изображениями является наивысшей, т.е. где между следующими друг за другом изображениями видеоряда удалось определить наибольший оптический поток и вместе с тем наибольшую амплитуду движения на поверхности в области B (соответственно фиг.3) насосного агрегата 11.

Этот шаг 27, в котором путем цифровой обработки изображений видеоряд предварительно обрабатывается так, что в шаге 28 может составляться карта в соответствии с фиг.4, осуществляется, например, таким образом, что сигнал, представляющий видеоряд, если это еще не произошло, преобразуется в YUV-сигнал, у которого сигнал Y яркости после необходимого при известных обстоятельствах усиления используется для дальнейшего анализа. Затем изображения видеоряда уплотняются затем с применением пирамиды Гаусса или пирамиды Гаусса-Лапласа, далее, осуществляется фильтрация видеоряда, то есть всех отдельных изображений, с помощью полосового фильтра, для достижения дополнительного уплотнения данных, в частности исключения не интересующих здесь областей частот. Эти не интересующие области частот, которые, напр., исключаются с помощью фильтраций фильтром низких частот, установлены банком данных и поэтому устанавливаются при помощи банка данных для взятого за основу типа насоса, который был определен, а также подлежащей исследованию области. Наконец, осуществляется определение оптического потока между отдельными изображениями, например, посредством метода Лукаса-Канаде, чтобы таким образом получить определение скорости изменений между изображениями, так что в итоге в шаге 28 составляется карта, коды серого цвета которой представляют скорости оптического потока и вместе с тем скорости изменений между отдельными изображениями.

Затем в шаге 29 полям 33, 34 кодов серого цвета карты 28 с учетом времени экспозиции отдельных изображений и интервала времени между отдельными изображениями присваиваются фактические скорости, и таким образом определяется, какие области с какой частотой и амплитудой колеблются. Затем определенные скорости в шаге 30 сравниваются с заложенными в банке данных допустимыми скоростями этой области B, а затем передаются в смартфон 8, который отображает на дисплее 9 вид соответственно фиг.5, какая область 31 карты 28 вообще является релевантной для регистрации состояния, и в этой области 31 отображены области 32, в которых зарегистрированные колебания превышают допустимое значение.

Наконец, в шаге 33 после анализа аварийного состояния, которое изображено на фиг.5, оператору на дисплее 9 дается одно или несколько указаний, что следует делать, чтобы уменьшить эти недопустимо высокие колебания. Указание может, например, звучать: «снизить или повысить частоту вращения насоса», но оно может указывать на повреждение подшипника, которое может проявиться в перспективе.

Хотя, в принципе, после передачи видеоряда в шаге 26 предусмотрена проверка сигнала в том отношении, пригоден ли этот сигнал для оценки, т.е. достаточно ли длинным является видеоряд, все ли изображения включают в себя интересующую область изображения и являются достаточно резкими, однако в ходе цифровой обработки изображений может также выясниться, что оценка видеосигнала не дает однозначных результатов. Тогда приложение на смартфоне может попросить оператора еще раз снять и передать видеоряд, так что способ в шаге 26 запускается вновь и повторяется.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Насосный агрегат

2 Центробежный насос

3 Электродвигатель

4 Управление

5 Всасывающий трубопровод

6 Напорный трубопровод

7 Оператор, человек-оператор

8 Смартфон

9 Дисплей поз.8

10 Выбранная область

11 Насосный агрегат в соответствии с фиг.2

12 Основание насоса

13 Патрубок входного трубопровода

14 Патрубок выходного трубопровода

15 Цилиндрическая часть насоса

16 Головка насоса

17 Крепление для двигателя

18 Электродвигатель

20 1-й шаг на блок-схеме в соответствии с фиг.6

21 Опрос

22 Ручной ввод

23 Выбор и просьба создать видеоряд выбранной области

24 Передача на автоматическое распознавание

25 Автоматическое распознавание, выбор области и просьба создать видеоряд

26 Передача видеоряда серверу

27 Цифровая обработка изображений

28 Составление карты, указывающей оптический поток или, соответственно, скорость изменения

29 Распределение скорости

30 Отображение областей критического состояния

31 Допустимая область оценки

32 Области внутри области 31, в которых превышена допустимая скорость

33 Черные поля на карте

34 Белые поля на карте.

1. Способ регистрации состояния насосного агрегата или части насосного агрегата, включающий следующие шаги способа:

a) запись видеоряда находящегося в эксплуатации насосного агрегата или по меньшей мере его части, и

b) определение состояния насосного агрегата или его части по изменениям на изображениях видеоряда,

причем определяют скорости изменений между пикселями или группами пикселей изображений видеоряда, следующих друг за другом, и по определенным скоростям изменений осуществляют определение состояния насосного агрегата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменения определяют путем цифровой обработки изображений видеоряда.

3. Способ по п. 1 или 2, при котором пиксели и группы пикселей группируют соответственно их определенным скоростям изменений и по группам распределяют в пространстве.

4. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором определенные скорости изменений и их пространственное распределение при помощи предпочтительно облачного банка данных сравнивают с сохраненными в банке данных значениями, и на основании этого сравнения определяют состояние.

5. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором на основании сравнения определяют, превышаются ли предопределенные значения скорости и где, и предпочтительно отображаются на дисплее.

6. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором осуществляют запись видеоряда и передачу записанных данных серверу предпочтительно облачного банка данных посредством мобильного компьютера, в частности смартфона или планшета, и с применением соответствующего программного приложения, на которых тоже осуществляется отображение состояния.

7. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором определение скоростей, их пространственное распределение и их ориентированную на банк данных оценку осуществляют с помощью алгоритмов цифровой обработки изображений на внешнем сервере и/или на мобильном компьютере.

8. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором до или во время записи видеоряда по меньшей мере одно изображение насосного агрегата или подлежащую анализу область этого насосного агрегата снимают и используют банком данных для определения типа насосного агрегата, при этом осуществляют сравнение с зарегистрированными в банке данных данными изображений.

9. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором перед записью видеоряда посредством мобильного компьютера вводят тип насосного агрегата и/или подлежащую анализу область насосного агрегата.

10. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором после установления типа насосного агрегата и/или подлежащей анализу области банком данных определяют предопределенные скорости и фильтры частот для обработки изображений.

11. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором цифровую обработку изображений видеоряда осуществляют с помощью одного или нескольких из следующих шагов:

- видеоряд преобразуют в YUV-сигнал, у которого сигнал яркости Y используется для дальнейшего анализа;

- применение пирамиды Гаусса или пирамиды Гаусса-Лапласа к используемым для анализа отдельным изображениям;

- фильтрация с помощью полосового фильтра отдельных изображений/видеоряда после уплотнения данных;

- определение оптического потока предпочтительно посредством метода Лукаса-Канаде и определение скорости изменений;

- составление изображения насосного агрегата или подлежащей анализу области насосного агрегата соответственно определенным скоростям с учетом их пространственного распределения;

- отображение областей изображения, в которых превышается предопределенная скорость.

12. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором видеоряд сначала исследуют в отношении пространственной согласованности его изображений, и при недостаточной согласованности подают сигнал для повторения съемки видеоряда на мобильном компьютере.

13. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором после осуществленной регистрации состояния и определения по меньшей мере одной области, в которой превышена предопределенная скорость изменения, подают поддерживаемый банком данных сигнал для измененной настройки насосного агрегата и/или замены конструктивных элементов.

14. Способ по одному из предыдущих пунктов, при котором во время съемки видеоряда снимают также звук и дополнительно производят определение состояния насосного агрегата путем оценки звукового ряда.

15. Способ по одному из предыдущих пунктов, который повторяют через интервалы времени для регистрации изменений состояния насосного агрегата.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в системах снижения выбросов двигателей внутреннего сгорания. Узел (200) датчика твердых частиц содержит две полностью перекрещивающиеся трубки (232) и (234), соединенные по текучей среде с внешней кольцевой трубкой (220).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания при их испытании и доводке после модернизации, форсирования или дефорсирования. Устройство содержит обратимую винтовую пару и механизм принудительного изменения взаиморасположения элементов винтовой пары, технологический привод (шестерню, звездочку) кулачкового вала 10 и кулачковый вал 11, к ступице привода (шестерня, звездочка) прикреплена обойма 7 обратимой шарико-винтовой передачи, передающей усилие вращения, возникающее при осевом перемещении винтового вала 5, на сепаратор 8, жестко соединенный с кулачковым валом 11.

Заявляемое изобретение относится к областям техники, связанным с испытаниями электрореактивных двигателей с высоким удельным импульсом, например стационарных плазменных и ионных двигателей.

Изобретение относится к обеспечению испытаний газотурбинных двигателей, в частности отладки лопаточного аппарата компрессоров и турбин, а также может быть использовано в практике измерений деформаций, температур, вибраций на любых вращающихся и подвижных частях агрегатов.

Изобретение относится к области контроля технического состояния газотурбинных двигателей (ГТД), а именно к способу вибродиагностирования газотурбинного двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств. Способ выявления ухудшения характеристик датчика выхлопных газов двигателя заключается в том, что измеряют соответственные концентрации множества составляющих выхлопных газов с помощью газоанализатора, принимающего поток выхлопных газов из двигателя, и категоризируют каждую составляющую или в группу окислителей, или в группу восстановителей.

Объектом изобретения является способ мониторинга лопаточного колеса (22) авиационного двигателя, содержащий: считывание по меньшей мере одного временного сигнала, связанного с моментами прохождения лопаток (23) лопаточного колеса перед датчиком (21); определение текущей фазы полета летательного аппарата; при этом для каждого полета из серии полетов летательного аппарата приводят в соответствие по меньшей мере часть каждого временного сигнала с заранее определенной фазой полета; и для каждой лопатки (23), для каждого полета и для каждой заранее определенной фазы полета измеряют среднее положение (24С) вершины лопатки, называемое положением равновесия.

Предложены способ и датчик для обнаружения твердых частиц в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания. Датчик твердых частиц содержит наружную неперфорированную трубку с множеством отрицательных электродов на протяжении внутренней поверхности; центральный перфорированный элемент с множеством положительных электродов на протяжении наружной поверхности указанного центрального элемента.

Группа изобретений относится к способу, аппаратуре и системе для оценки нормальности или ненормальности измеренного датчиком физического параметра устройства. Для оценки контрольные значения для рабочего параметра устройства сохраняют в средствах хранения данных, при помощи средств обработки данных вычисляют оценочное значение параметра определенным образом, вычисляют соответствующую погрешность, вычисляют оценочное значение дисперсии физического параметра для значения рабочего параметра, вычисляют вклад аномалии измеренного значения, сравнивают вклад аномалии измеренного значения с порогом, при превышении порога отображают измерение как ненормальное на интерфейсных средствах.

Изобретение относится к энергетике, в частности к способам испытаний турбин. Способ газодинамических испытаний малоразмерных турбин включает изготовление одного или нескольких альтернативных вариантов испытываемой турбины, поочередную установку их на испытательном стенде, создание эквивалентных натурным условий работы - характерного давления по критериям Маха и Рейнольдса.

Изобретение относится к области насосостроения. Ступень центробежного насоса содержит как минимум рабочее колесо и направляющий аппарат.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, конкретно к способам изготовления электронасосных агрегатов (ЭНА) для систем терморегулирования самолетов и космических аппаратов.

Группа изобретений относится к насосным системам, а именно к механизму для соединения нагнетательного узла системы с расположенным далее по потоку трубопроводом. Нагнетательный узел для использования при соединении насоса в горизонтальной насосной системе с расположенным дальше по потоку трубопроводом (116) содержит нагнетательную головку (118) с внутренним каналом (126), втулку (120) под фланец, выполненную с возможностью скользящего взаимодействия с нагнетательной головкой (118), подвижный фланец (122) и торцевой фланец (124).

Изобретение относится к котловому насосу, содержащему корпус насоса, имеющий пространство, образованное в нем и ограниченное его концевыми поверхностями и его боковыми поверхностями, проходящими от концевых поверхностей, впускное отверстие для протекания через него теплофикационной воды (ТВ) внутрь пространства и выпускное отверстие для выпуска воздуха из пространства.

Настоящее изобретение относится к рабочему колесу (40) для центробежного насоса, центробежному насосу и его применению. Настоящее изобретение в особенности относится к новой конструкции закрытого рабочего колеса (40) для центробежного насоса.

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к устройствам перепуска газа из задуммисной полости центробежного компрессора на вход всасывающей камеры компрессора и позволяет осуществить перепуск газа с минимально возможными гидравлическими потерями.

Компрессор (10') газотурбинного двигателя, содержащий по меньшей мере один кольцевой ряд лопаток (12) статора с изменяемым углом установки, причем эти лопатки являются, по существу, радиальными и содержат на своих радиальных концах цапфы (22, 24), при этом радиально наружные цапфы лопаток установлены в первых отверстиях корпуса (20) статора и радиально внутренние цапфы установлены во вторых отверстиях плавающего кольца (60), которое окружает ротор (18) компрессора, отличающийся тем, что между плавающим кольцом и ротором компрессора вставлена кольцевая деталь (62) статора, и тем, что между деталью статора и ротором компрессора установлены первые уплотнительные средства и между плавающим кольцом и деталью статора установлены вторые уплотнительные средства.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонагнетателями. Соединительный узел (100) турбонагнетателя, работающего на выхлопных газах, предназначен для присоединения турбонагнетателя к выпускному коллектору двигателя.

Группа изобретений относится к насосной технике для добычи текучих сред из скважины. Погружная электронасосная установка содержит двигатель, заполненный смазочным маслом двигателя, добычной насос, приводимый в действие двигателем, теплообменник и циркуляционный масляный насос, соединенный с двигателем, первый маслопровод, присоединенный между циркуляционным масляным насосом и теплообменником, и второй маслопровод, присоединенный между двигателем и теплообменником.

Изобретение относится к области композиционных материалов, содержащих полимерную матрицу, усиленную волокнистой структурой, в частности, к приспособлению для литья под давлением полимерной смолы в волокнистую заготовку для изготовления детали в виде тела вращения из композиционного материала, имеющей внутреннюю полость в форме контруклона.

Группа изобретений относится к центробежным насосам, имеющим комбинацию осевого и радиального импеллеров. Импеллер центробежного насоса содержит по меньшей мере две основные лопасти (ОЛ) и две вторичные лопасти (ВЛ).

Изобретение касается способа регистрации состояния насосного агрегата или части насосного агрегата. Способ включает следующие шаги способа: запись видеоряда находящегося в эксплуатации насосного агрегата или по меньшей мере его части, и определение состояния насосного агрегата или его части по изменениям на изображениях видеоряда. При этом определяют скорости изменений между пикселями или группами пикселей изображений видеоряда, следующих друг за другом, и по определенным скоростям изменений осуществляют определение состояния насосного агрегата. Видеоряд оценивается путем цифровой обработки изображений при поддержке банком данных. Изобретение позволяет просто и без больших конструктивных издержек определить работает ли насосный агрегат надлежащим образом, или же в данной области констатируются недопустимо высокие колебания, которые указывают на дефект, например повреждение подшипника или неоптимальную настройку частоты вращения. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх