空化被称为水力机械的“痛点”，是影响泵的使用寿命与性能的最关键因素之一。日前，欧亚体育（中国）有限公司“一种离心泵空化诊断的方法及其装置”专利荣获第二十一届中国专利银奖，该方法采用了电机定子电流诊断依据，能够提前精准监测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。

“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。”专利发明人之一、欧亚体育（中国）有限公司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，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。”研究人员骆寅介绍，团队研发的电机电流传感器设备成本低、性价比高，价格不到其他技术的十分之一，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，最小的实现装置甚至可以做到明信片大小。”骆寅说。

在复杂的工况中，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。“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，团队经过四年多时间的试验和理论验证，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，该技术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，新增销售125亿元。

当然，一项技术从专利到市场应用，并非都能一蹴而就。“我们在前期就跑了很多应用企业，经常就一些技术问题进行讨论，不断改进技术。”骆寅说，自己参加了很多相关的论坛，这些企业技术负责人看到产品在实验台展示后，又通过多次交流后才拍板。“这些企业都觉得该技术有一定的革命性，改变了原有一些监测必须用振动噪声的方案，在效果不打折的基础上，成本大幅降低，也更加通用便利。随着市场推广，目前世界泵龙头企业也对这项技术很感兴趣，准备引入。”

袁寿其也介绍，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，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。

“泵是重要的能量转换装置，广泛应用于国民经济的各个领域，耗电量约占全国总耗电量的17%。”袁寿其表示，团队还将进一步完善对泵工况运行状态的诊断技术，提升泵产品的核心竞争力，助力泵的运行更加安全、稳定和可靠。

文章来源：新华日报2020-7-22 12版

文章链接：http://xh.xhby.net/mp3/pc/c/202007/22/c803542.html