水润滑轴承及密封装置是船舶艉轴正常运转的关键设备,因工况复杂、负荷重、冷却润滑不良等因素导致轴瓦磨损、密封变形失效等故障时有发生,一直是行业关注的重点问题之一,对两者的优化设计、改进研究需要相关试验台架进行数据采集、数据处理和分析验证等工作。现有的相关试验台架测试系统自动化水平不高,数据采集软件代码固化,在通用性、配置性和扩展性方面尚存不足。尤其对于大型试验台架,监测点多,功能复杂,要求系统具有良好的扩展性和灵活性以适应试验台架日后监测点扩展、功能修改的需求,增强用户对系统的调整能力。针对以上问题,本文以水润滑轴承及密封装置试验台架为基础,对试验台架测试系统硬件设计、数据采集、异常数据识别与清洗等展开重点研究。首先设计测试系统硬件测试方案,详细论述各传感器安装、测量方案及硬件选型。针对密封装置泄漏量测试仍依靠人工测试的不足,设计泄漏测试装置及以单片机为核心的现场测控系统,实现泄漏量的精确自动化测试。针对传统数据采集软件,数据采集、计算解析和存储等环节紧密耦合,导致代码固化和软件功能调整扩展不便等问题,设计配置式的采集软件实现方法,将各通道的计算解析规则和存储规则提炼为软件配置信息,以配置信息定义采集业务处理方式,支持用户修改增减配置,实现采集软件良好的灵活性和扩展性。此外,对采集软件的扩展需求进行深入的研究,设计基于.NET反射技术的采集扩展模块实现方法,将厂商DLL库中API类型、方法、属性和形参等信息提炼成配置信息,采用反射技术根据配置动态扩展新采集功能模块,以具备扩展不同厂商采集卡的能力,显著提高采集软件的扩展性、灵活性和适应性。为提高数据质量,设计基于区间估计的传感器异常识别方案,采用测试序列中位数和方差构造置信区间,并引入滑动窗口,以识别随机异常数据。针对传感器系统异常数据的识别方法展开研究,仿真计算测试序列的均值、方差、偏度和峰度随序列异常值大小和数量的变化程度,经对比采用均值和偏度作为特征度量,设计基于DBSCAN聚类的异常识别方法;通过仿真验证,该方法能较好地识别传感器系统异常数据序列,以此设计传感器系统异常序列识别方案。