基于聲發(fā)射的非接觸式機(jī)械密封膜厚檢測(cè)技術(shù).pdf

1、非接觸式機(jī)械密封是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，也是流體機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一。非接觸式機(jī)械密封的性能好壞和運(yùn)行狀態(tài)往往直接影響整個(gè)機(jī)械設(shè)備。近年來(lái)，日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題對(duì)非接觸式機(jī)械密封的研究提出了巨大挑戰(zhàn)。非接觸式機(jī)械密封的理想工作狀態(tài)是端面開(kāi)啟厚度達(dá)到最優(yōu)化，此時(shí)，密封端面既能得到良好潤(rùn)滑也能實(shí)現(xiàn)密封零泄露量。本文的研究對(duì)象是液膜潤(rùn)滑非接觸式機(jī)械密封，研究目的是實(shí)現(xiàn)密封端面膜厚狀態(tài)的有效檢測(cè)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　非接觸式機(jī)械密

2、封端面的接觸狀態(tài)變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射波，密封端面的聲發(fā)射信號(hào)能良好地反映出密封端面的接觸狀態(tài)。聲發(fā)射技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械密封的動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)，具有靈敏度較高和適用范圍廣等特點(diǎn)。本文利用聲發(fā)射技術(shù)搭建檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)并采集聲發(fā)射信號(hào)。然后基于聲發(fā)射信號(hào)的特性，制定聲發(fā)射信號(hào)分析處理方案。
　　采集的聲發(fā)射信號(hào)含有大量背景噪聲，直接對(duì)其進(jìn)行信號(hào)分析難以反映機(jī)械密封端面的真實(shí)狀態(tài)，本文提出基于高斯混合粒子濾波(Gaussian Sum Partic

3、le Filter，簡(jiǎn)稱GSPF)的聲發(fā)射信號(hào)濾波技術(shù)。GSPF算法在理論上改善了粒子濾波存在的問(wèn)題，并且仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了GSPF具有過(guò)程噪聲低和估計(jì)精度高等優(yōu)點(diǎn)。將GSPF濾波技術(shù)應(yīng)用于聲發(fā)射信號(hào)的分析與處理，結(jié)果說(shuō)明GSPF提取的聲發(fā)射信號(hào)能有效地反映真實(shí)信號(hào)的特性。
　　對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行特征提取，試驗(yàn)中從時(shí)域、頻域、時(shí)頻域三個(gè)方面提取聲發(fā)射信號(hào)的特征值，包括:方差、均方根、峰值、歪度、波形因子、重心頻率、頻率方差、均方頻率、

4、有效值、標(biāo)準(zhǔn)差、子帶能量比。數(shù)據(jù)表明，多組聲發(fā)射信號(hào)特征值，在不同狀態(tài)下具有明顯的差異性，而在同一狀態(tài)下一致性較好。這一方面說(shuō)明本試驗(yàn)采用的濾波技術(shù)效果突出;另一方面，得到較好的特征值可以提高機(jī)械密封膜厚狀態(tài)的識(shí)別效率。
　　針對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題，利用自適應(yīng)遺傳算法(Adaptive Genetic Algorithm，簡(jiǎn)稱AGA)對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。AGA采用自適應(yīng)交叉率和變異率提高算法的收斂性，并通過(guò)修剪相似個(gè)體和添加新個(gè)體防