离心泵具有适用范围广、维修便利、结构简单等优点,应用领域极其广泛。空化这一世纪难题,不仅限制了泵的发展趋势,还会影响泵的有效运行和安全稳定性。为了保证离心泵在汽蚀状态下能够可靠运行,了解空化初生的产生机理很有必要。如果能够准确检测出离心泵空化初生阶段,那么就可以采取一些有效措施,以减少空化对离心泵产生的危害,延长泵的运行寿命。本文首先介绍了离心泵空化试验系统,包括试验装置与数据采集系统,并阐述了试验方案与步骤。对离心泵外特性试验数据进行初步分析,并利用空化诱导振动信号的均方根值(RMS)与功率谱密度(PSD)两种数值统计方法对振动特性进行分析与研究。其次,由于空化诱导振动信号具有随机性与离散性,传统的傅里叶变换并不适用于振动信号的分析。而小波分析由于其自适应性与多分辨分析等优点,更适合处理空化诱导振动信号。本文利用小波分析对离心泵内部空化状态进行分析研究,处理方式主要包括小波分解及各阶小波系数重构信号频谱。最后,对Wigner-Ville分布(WVD)的优缺点展开研究,针对其处理多分量信号时存在交叉干扰项这一问题,结合短时傅里叶变换(STFT)的优缺点及其定义,验证将STFT作为理想模板的可能性,基于此提出创新的联合时频算法STFT-WVD,并采用一组多分量信号对其可行性进行验证。对试验数据进行预处理,并结合汽蚀性能曲线与振动信号的功率谱分析,得出不同空化状态所对应的工况。通过利用STFT与联合时频算法STFT-WVD对空化诱导振动信号作进一步时频分析。