[发明专利]引擎健康诊断装置和方法

说明书

提供了一种用于分析往复式内燃机(4)的健康的引擎健康诊断装置(8)。该装置(8)包括：特征生成电路(90)，其用于处理从振动传感器(60)接收的振动传感器数据(91)并生成指示传感器数据的多个特征的特征向量(80)，所述振动传感器(60)用于检测所述往复式内燃机(4)的部件处的振动。处理电路(94)使用训练的分类模型对特征向量进行处理，该训练后的分类模型由模型参数定义，该模型参数表征从在引擎(4)的健康操作期间捕获的特征向量的训练集学习的健康操作的决定边界(150)。该模型生成引擎健康指示，该引擎健康指示提供特征向量与健康操作的决定边界(150)的偏差的定量指示。

技术领域

本技术涉及往复式内燃机的领域。更具体地，本技术涉及用于分析往复式内燃机的健康的引擎健康诊断装置和方法。

背景技术

往复式内燃机通常用作海运船舶的主要推进系统。对于船舶所有者和操作员而言，推进系统在海上的故障的代价很高。需要进行侵入式维修(例如更换活塞)的部件的故障，可能需要花费数十万美元，而诸如由“Camival Splendor”上的曲轴箱分裂引起的引擎火灾等惊人的故障，在维修费用、损失和赔偿方面估计花费65,000,000美元。此外，诸如磨损的活塞环等常见故障的早发性，可能导致诸如漏气等的现象，其中空气/燃料混合物可能通过活塞的边缘泄漏并进入曲轴箱，从而降低燃烧效率并导致燃料消耗和排放增加。因此，在缺陷成为灾难性之前对其进行早期检测和校正，对海运终端用户来说具有双重好处，不仅可以防止灾难性故障，还可以在故障尚未鉴定期间节省燃料并提高效率。对于往复式内燃机的其他应用(例如发电)存在类似问题，因此问题不仅限于海事部门。

发明内容

至少一些示例提供了一种用于分析往复式内燃机的健康的引擎健康诊断装置，该装置包括：

特征生成电路，其处理从振动传感器接收的振动传感器数据，并生成指示振动传感器数据的多个特征的特征向量，所述振动传感器用于感测所述往复式内燃机的部件处的振动；以及

处理电路，其使用训练后的分类模型处理由特征生成电路生成的特征向量并生成引擎健康指示，所述训练后的分类模型由模型参数定义，所述模型参数表征从特征向量的训练集学习的健康操作的边界，所述特征向量的训练集对应于在往复式内燃机的健康操作期间捕获的振动传感器数据，并且所述引擎健康指示提供特征向量从健康操作的边界的偏差的定量指示。

至少一些示例提供了一种系统，该系统包括：

往复式内燃机；

振动传感器，其被构造为感测所述往复式内燃机的对应部件处的振动；以及

上述引擎健康诊断装置。

至少一些示例提供了一种用于分析往复式内燃机的健康的引擎健康诊断方法，该方法包括：

使用振动传感器捕获振动传感器数据，所述振动传感器适于感测所述往复式内燃机的部件处的振动；

处理振动传感器数据以生成指示振动传感器数据的多个特征的特征向量；以及

使用训练后的分类模型处理特征向量并生成引擎健康指示，所述训练后的分类模型由模型参数定义，所述模型参数表征从特征向量的训练集学习的健康操作的边界，所述特征向量的训练集对应于在往复式内燃机的健康操作期间捕获的振动传感器数据，并且所述引擎健康指示提供特征向量从健康操作的边界的偏差的定量指示。

至少一些示例提供了一种引擎健康诊断系统安装方法，该方法包括：

将振动传感器安装到往复式内燃机的部件，以感测所述往复式内燃机的所述部件处的振动；

在所述往复式内燃机的健康操作的时段期间，使用振动传感器捕获振动传感器数据；

处理振动传感器数据以生成特征向量的训练集，各特征向量指示在健康操作的时段期间的给定时间捕获的振动传感器数据的多个特征；