(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211038817.9 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成 都市双流区长顺大 道一段328号 (72)发明人 者娜　邹博豪　刘才学　何攀　 闫晓　谭曙时　彭翠云　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 李朝虎 (51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06K 9/62(2022.01) F16K 37/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能 诊断系统 (57)摘要 本发明公开了一种屏蔽电机阀门的状态检 测和故障智能诊断系统， 包括状态检测系统和故 障智能诊断算法模块； 状态检测系统， 用于对屏 蔽电机阀门至少一种类型的状态信号进行采集 与处理， 并把采集与处理后的状态信号传输至故 障智能诊断算法模块； 故障智 能诊断算法模块， 用于根据采集与处理后的状态信号， 对屏蔽电机 阀门进行故障诊断； 本发明可在屏蔽电机阀门不 拆卸的前提下获取到用于评估屏蔽电动阀门的 状态信号， 解决了需要获取阀杆力参数的常规阀 门状态检测系统对屏蔽电机阀门不适用的问题， 可实现对屏蔽电机阀门的多类型状态信号的全 面采集和综合处理， 及实现了对阀门故障快速、 准确识别， 提高了 检修质量和效率。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115392313 A 2022.11.25 CN 115392313 A 1.一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征在于， 该系统包括状态 检测系统和故障智能诊断算法模块； 所述状态检测系统， 用于对屏蔽电机 阀门至少一种类型的状态信号进行采集与处理， 并把采集与处 理后的状态信号传输 至故障智能诊断算法模块； 所述故障智能诊断算法模块， 用于根据采集与处理后的状态信号， 对屏蔽电机 阀门进 行故障诊断； 其中， 所述故障智能诊断算法模块内嵌入有用于故障诊断的故障智能诊断算 法程序， 且所述故障智能诊断算法程序以屏蔽电机阀门故障诊断软件为载体， 集成于状态 检测系统的状态检测主机内。 2.根据权利要求1所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述状态检测系统包括状态检测主机， 所述状态检测主机 外接有传感器； 所述状态检测主机包括电源单 元、 核心计算控制单 元和信号采集单 元； 所述电源单 元， 用于为核心计算控制单 元和信号采集单 元提供稳定的电源输入； 所述信号采集单元， 用于对外接的传感器进行屏蔽电机阀门的多类型状态信号的采 集， 并将采集的多类型状态信号 转换成数字信号传输 至核心计算控制单 元； 所述核心计算控制单元， 用于控制信号采集单元并接收控制信号采集单元传回的状态 信号， 并对传回的状态信号分析 处理， 对信号分析结果进行显示， 及 控制设备工作状态的功 能。 3.根据权利要求2所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述电源 单元包括电源接口、 输入保护模块、 电源调理模块、 电池控制模块、 电池模块 和隔离式电源分配模块， 所述电源接口、 输入保护模块、 电源调理模块、 电池控制模块、 电池 模块依次连接， 所述电池模块连接隔离式电源分配模块， 所述电源调理模块还连接隔离式 电源分配模块； 所述核心计算控制单元包括信号电缆接口、 无线传输模块、 通讯模块、 存储模块、 控制 计算模块、 总线控制模块、 触摸显示屏和显示屏控制模块， 通讯模块连接信号电缆接口， 通 讯模块连接无线传输模块， 通讯模块连接控制计算模块， 控制计算模块连接存储模块， 控制 计算模块连接总线控制模块， 控制 计算模块还连接显示屏控制模块， 显示屏控制模块连接 触摸显示屏； 控制计算模块还连接隔离式电源分配模块； 所述信号采集单元包括总 线通讯模块和若干数据采集模块， 总 线通讯模块与 各个数据 采集模块均连接， 总线通讯模块还连接总线控制模块； 所述数据采集模块的个数与传感器 的类型数对应。 4.根据权利要求2所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述传感器包括加速度传感器、 声发射传感器、 电流/电压传感器和开关量传感器。 5.根据权利要求4所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述加速度传感器， 安装于屏蔽电机阀门的电机顶部、 阀体上法兰以及阀座中法兰 处； 所述声发射传感器， 安装于屏蔽电机阀门的阀座中法兰密封面处和阀瓣密封面外部阀 座处； 所述电流/电压传感器采用夹持式的电流钳表， 夹持在三相电机的供电 电源线上； 所述开关量传感器， 安装于屏蔽电机阀门开位位置指示器处和屏蔽电机阀门关位位置权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392313 A 2指示器处。 6.根据权利要求1所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述故障智能诊断算法模块包括预处 理单元、 故障特 征提取单元和对比诊断单 元； 所述预处理单元， 用于对屏蔽电机 阀门采集的状态信号进行去直流和截断处理， 得到 处理后的状态信号； 并将处 理后的状态信号输入至故障特 征提取单元； 所述故障特征提取单元， 用于接收处理后的状态信号， 进行各类状态信号的特征提取， 提取出用于屏蔽电机阀门各类故障鉴别特 征和智能诊断建模特 征； 所述对比故障诊断单元， 用于将各类故障鉴别特征的特征值与屏蔽电机阀门无故障状 态下基础数据的特征值进行对比， 若对比结果满足鉴别预设规则， 则判定状态信号为屏蔽 电机阀门故障数据； 若对比结果不满足鉴别预设规则， 则判定状态信号为屏蔽电机阀门正 常数据。 7.根据权利要求6所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述屏蔽电机阀门无故障状态下基础数据的特征值是从预先设置并进 行保存的数据 库读取获得。 8.根据权利要求6所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述故障智能诊断算法模块还 包括故障类型识别单 元； 所述故障类型识别单元， 用于根据所述屏蔽电机 阀门故障数据， 首先进行所述屏蔽电 机阀门故障数据的样本划分， 按照一定比例将所述故障特征提取单元提取的智能诊断建模 特征数据划分为训练集特征数据和测试集特征数据； 其次以训练集特征数据作为输入， 以 表征不同类别故障的数值标签作为输出， 基于智能分类算法， 训练得到屏蔽电机阀门故障 分类模型； 最后， 再将测试集作为输入， 利用所述屏蔽电机阀门故障分类模型对测试集状态 数据所属故障类别进行识别， 得到故障类型识别结果。 9.根据权利要求8所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 所述基于智能分类算法是采用支持向量机SVM算法来训练阀门故障分类模型。 10.根据权利要求2所述的一种屏蔽电机阀门的状态检测和故障智能诊断系统， 其特征 在于， 该系统的状态检测主机外接传感器， 是在屏蔽电机阀门不拆卸的前提下直接安装于 屏蔽电机阀门上即可。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392313 A 3