离心泵广泛应用于水利、电力、石化、舰船、航空航天等关系国计民生与国家安全各个部门,是保障各种能量传递的核心设备。为满足国家安全与国民经济建设发展的需求,离心泵正在向大型化与高参数化发展,因而对离心泵的安全运行与智能监控提出了越来越高的要求。空化不仅会影响离心泵本身的使用寿命,而且还会对工艺流程或装置系统的可靠性产生严重的影响,因此,空化的监测与控制是离心泵工程应用中急需解决的关键性核心问题。由于传统离心泵空化监测主要是通过直接测量流量与压力进行判别的,但对输送高温、超低温、有毒有害或易磨损介质等极端复杂介质,传统监测方法在离心泵空化的状态与故障特征的识别存在较大的难度。针对上述行业难题,本文通过基于软测量技术对离心泵空化状态下的电流和振动信号进行状态分析与特征识别研究,得出能表征空化状态的信号分量和判断阈值。在此基础上,基于信息融合理论构建电流和振动信号相结合的空化状态识别模型,实现离心泵空化故障特征的识别,为后续控制提供技术参考与依据。主要内容如下:1.通过系统对比分析离心泵空化机理与监测方法。初步总结出适用于离心泵空化状态软测量技术的信号处理方法;阐述了电流信号监测在离心泵空化状态监测的应用,得出现有电流信号检测离心泵空化存在的问题;最后对离心泵空化状态的识别与信息融合方法进行了总结归纳,为后续研究提供参考。2.为了获得离心泵在不同空化状态下电流与振动信号,设计并搭建离心泵空化性能测试的闭式可视化试验台。构建了不同空化状态下离心泵的电流、流量、转速、进口压力、出口压力及振动信号等多物理场数据的同步测试与采集平台。实现对整个离心泵空化状态的表征数据的同步采集,结合高速摄影技术获得了离心泵在不同空化阶段的变化规律的数据表征与空化特征图像,为后续软测量技术提供基础。3.对比分析了不同信号处理方法的适用性,然后通过分析不同空化状态下电流信号关键特征的有效性,提出一种能有效监测离心泵空化状态的软测量技术。为了提高软测量中电流信号的信噪比的难题,通过采用变分模态分解（VMD）方法对滤波后的电流信号进行分解处理,并得出相应能表征空化状态的分量。4.为了进一步提高软测量技术在空化状态监测的准确性,对不同空化数下的振动信号进行分析。主要包括对不同工况下的振动信号进行无量纲时域数据分析、快速傅里叶变换频域分析,然后对比得出相对应空化状态判断阈值。对不同工况下的振动信号进行基于db3连续小波变换的时频域分析,对比得出在不同空化状态下同一时间段内频率变化规律。5.为实现基于软测量技术的离心泵空化状态识别,提出一种基于电流信号的离心泵空化二分类状态识别模型,以满足极端工况下对离心泵空化低成本和远程实时监测的应用场合。为了实现精确监测离心泵空化状态,以电流信号与振动信号为基础,构建出基于信息融合的离心泵空化状态识别模型。