Extracción de características de fallas en impulsores de bombas centrífugas mediante EMD y corte bispectral cíclico

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Mecánica
• Procesamiento de Señales
• Análisis de Vibraciones

Sus antecedentes:

• Las fallas en los impulsores de las bombas centrífugas generan señales de vibración complejas que son no lineales, no gaussianas y no estacionarias.
• Estas características de la señal dificultan la extracción precisa de características de fallas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método de extracción de características para señales de vibración de fallas en impulsores de bombas centrífugas.
• Mejorar la precisión y la robustez del diagnóstico de fallas en bombas centrífugas.

Principales métodos:

• Se utilizó la descomposición empírica de modos (EMD) para la descomposición de señales multiescala y la separación de funciones de modo intrínseco (IMF).
• Se aplicó el corte bispectral cíclico secundario para la purificación estadística de alto orden de IMFs ruidosas.
• Se optimizaron los parámetros de corte para aislar la frecuencia de modulación característica de la falla.

Principales resultados:

• El método propuesto mejoró efectivamente la separabilidad y la robustez contra el ruido del componente de modulación en las señales de vibración.
• Los modelos de clasificación (SVM, XGBoost, 1D-CNN) lograron altas precisiones de prueba del 85,7%, 92,1% y 95,7%, respectivamente.
• Superó significativamente a los métodos tradicionales de característica única en el diagnóstico de fallas.

Conclusiones:

• La nueva técnica de extracción de características proporciona un enfoque robusto para diagnosticar fallas en impulsores de bombas centrífugas.
• El método demuestra un rendimiento superior en la mejora de las características de falla y el aumento de la precisión del diagnóstico.