诊断水泵“重症”，提升市场竞争力！江苏大学发明获中国专利银奖

  空化”被称为水力机械的“癌症”，是影响水泵使用寿命与性能的最关键因素之一。如今，这一世界性难题在江苏大学迎刃而解！近日，江苏大学“一种离心泵空化诊断的方法及其装置”发明专利荣获第二十一届中国专利银奖。该专利技术采用了电机定子电流诊断依据，能够提前精准监测水泵的空化状态并发出警报，通过工况调节及时预防“空化”现象的发生。

袁寿其（左二）在研究水泵难题。

    “空化是液体流动的一种特有现象，五成以上泵的损坏都和空化有关。”该专利发明人之一、江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心主任袁寿其研究员介绍说，他们团队一直致力于水泵运行状态检测和故障诊断研究，其中，空化问题就是团队需要攻克的“疑难杂症”之一。

    振动、超声、噪声是空化监测的三种传统方法，袁寿其团队在研究过程中基于无传感监测技术，创新性地采用了电机定子电流诊断方法。“无传感监测技术在电机中使用较多，考虑到技术原理的相通性，我们把它应用到水泵上，发现效果很不错。”团队研究人员骆寅介绍说，他们研发的电机电流传感器设备成本低、性价比高，只要采用电机驱动的泵都可以采用该技术，“安装也非常方便，最小的传感器实现装置甚至可以做到明信片大小。”

袁寿其团队进行科技攻关。

    据了解，在复杂工况中，“空化”造成的剧烈不稳定流动及其水机电耦合作用，导致振动、压力脉动等传统监测信号容易受到外界信号干扰，有效信息提取困难，而袁寿其团队建立的多维度评价指标分析体系，有效提高了空化监测精度，这也是研究过程中最难的一关。“空化”发生时，泵运行产生的扭转力矩也会不一样，在这种扭转力矩的作用下转子轴系会产生不同的扭转响应，这种扭转响应能够在电机电流信号中直接反映出来。

    “这种信号尽管纯净，但是有用的信号非常微弱，难就难在怎样把微弱的有用信息提取出来？”骆寅介绍，他们团队经过四年多的试验和理论验证，建立了多维度评价指标分析体系，找到了空化下水力转矩特征及其经过泵转子轴系后响应特性，在此基础上依据电机输出信号来实现空化诊断的精准性。

    正是因为电机电流传感器安装更加简单、抗干扰能力更强、成本更低，江苏大学该发明专利的应用在企业中获得一致好评。目前，该专利技术已经形成了产业化成套装备，成功应用于浙江利欧、山东双轮、江苏泰丰等国内龙头泵企业，近两年销售专利技术相关产品63万台，市场占有率达60%以上，为企业新增销售125亿元。

    袁寿其告诉记者，除了环保与工业流程领域，该专利技术还适用于汽车领域、能源领域、航天领域、海洋工程、水利工程等对泵空化性能要求高的领域。目前，他们团队已经围绕核心专利构建了系列专利组合，形成了覆盖空化试验测试技术、空化性能优化技术、空化预测及利用技术、运行状态监测技术的专利池，还将进一步完善对泵工况运行状态的诊断技术，提升泵产品在国际市场的核心竞争力。