空化”被稱為水力機(jī)械的“癌癥”，是影響水泵使用壽命與性能的最關(guān)鍵因素之一。如今，這一世界性難題在江蘇大學(xué)迎刃而解！近日，江蘇大學(xué)“一種離心泵空化診斷的方法及其裝置”發(fā)明專利榮獲第二十一屆中國(guó)專利銀獎(jiǎng)。該專利技術(shù)采用了電機(jī)定子電流診斷依據(jù)，能夠提前精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)水泵的空化狀態(tài)并發(fā)出警報(bào)，通過(guò)工況調(diào)節(jié)及時(shí)預(yù)防“空化”現(xiàn)象的發(fā)生。

袁壽其（左二）在研究水泵難題。

“空化是液體流動(dòng)的一種特有現(xiàn)象，五成以上泵的損壞都和空化有關(guān)?！痹搶＠l(fā)明人之一、江蘇大學(xué)國(guó)家水泵及系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任袁壽其研究員介紹說(shuō)，他們團(tuán)隊(duì)一直致力于水泵運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷研究，其中，空化問(wèn)題就是團(tuán)隊(duì)需要攻克的“疑難雜癥”之一。

振動(dòng)、超聲、噪聲是空化監(jiān)測(cè)的三種傳統(tǒng)方法，袁壽其團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中基于無(wú)傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)，創(chuàng)新性地采用了電機(jī)定子電流診斷方法?！盁o(wú)傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)在電機(jī)中使用較多，考慮到技術(shù)原理的相通性，我們把它應(yīng)用到水泵上，發(fā)現(xiàn)效果很不錯(cuò)?！眻F(tuán)隊(duì)研究人員駱寅介紹說(shuō)，他們研發(fā)的電機(jī)電流傳感器設(shè)備成本低、性價(jià)比高，只要采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵都可以采用該技術(shù)，“安裝也非常方便，最小的傳感器實(shí)現(xiàn)裝置甚至可以做到明信片大小?！?/p>

袁壽其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行科技攻關(guān)。

據(jù)了解，在復(fù)雜工況中，“空化”造成的劇烈不穩(wěn)定流動(dòng)及其水機(jī)電耦合作用，導(dǎo)致振動(dòng)、壓力脈動(dòng)等傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)信號(hào)容易受到外界信號(hào)干擾，有效信息提取困難，而袁壽其團(tuán)隊(duì)建立的多維度評(píng)價(jià)指標(biāo)分析體系，有效提高了空化監(jiān)測(cè)精度，這也是研究過(guò)程中最難的一關(guān)?！翱栈卑l(fā)生時(shí)，泵運(yùn)行產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩也會(huì)不一樣，在這種扭轉(zhuǎn)力矩的作用下轉(zhuǎn)子軸系會(huì)產(chǎn)生不同的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)，這種扭轉(zhuǎn)響應(yīng)能夠在電機(jī)電流信號(hào)中直接反映出來(lái)。

“這種信號(hào)盡管純凈，但是有用的信號(hào)非常微弱，難就難在怎樣把微弱的有用信息提取出來(lái)？”駱寅介紹，他們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)四年多的試驗(yàn)和理論驗(yàn)證，建立了多維度評(píng)價(jià)指標(biāo)分析體系，找到了空化下水力轉(zhuǎn)矩特征及其經(jīng)過(guò)泵轉(zhuǎn)子軸系后響應(yīng)特性，在此基礎(chǔ)上依據(jù)電機(jī)輸出信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)空化診斷的精準(zhǔn)性。

正是因?yàn)殡姍C(jī)電流傳感器安裝更加簡(jiǎn)單、抗干擾能力更強(qiáng)、成本更低，江蘇大學(xué)該發(fā)明專利的應(yīng)用在企業(yè)中獲得一致好評(píng)。目前，該專利技術(shù)已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化成套裝備，成功應(yīng)用于浙江利歐、山東雙輪、江蘇泰豐等國(guó)內(nèi)龍頭泵企業(yè)，近兩年銷售專利技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品63萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)占有率達(dá)60%以上，為企業(yè)新增銷售125億元。

袁壽其告訴記者，除了環(huán)保與工業(yè)流程領(lǐng)域，該專利技術(shù)還適用于汽車領(lǐng)域、能源領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、海洋工程、水利工程等對(duì)泵空化性能要求高的領(lǐng)域。目前，他們團(tuán)隊(duì)已經(jīng)圍繞核心專利構(gòu)建了系列專利組合，形成了覆蓋空化試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)、空化性能優(yōu)化技術(shù)、空化預(yù)測(cè)及利用技術(shù)、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的專利池，還將進(jìn)一步完善對(duì)泵工況運(yùn)行狀態(tài)的診斷技術(shù)，提升泵產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。