红外技术在电力设备故障诊断中的应用-电气论文
红外技术在电力设备故障诊断中的应用
江双华
（国网甘肃省电力公司检修公司变电检修中心，甘肃兰州730050）
【摘要】本文论述了电力设备故障红外诊断的原理和在设备故障诊断中的重要作用，分析了高压电力设备各种内外部故障的红外热像特征和典型图谱，及影响电气设备故障红外检测诊断的有关因素，并提出了在以后的应用过程中应注重的问题。
关键词红外技术；电力设备；故障诊断
0引言
红外技术是研究红外辐射的产生、传递、转换、探测并实现在实际工作中应用的一门技术。随着科学技术的发展，红外技术现已发展成为一门深受广泛重视的高新技术。它以人眼看不见的红外辐射作为传递信息的载体，可以把人们的视野带入一个不可见的世界，因此，现代红外技术在许多领域都得到了重要的应用。红外技术在电力生产中也发挥着重要的作用，目前，大多电力实验研究机构和一些大型发电厂及大部分供电公司都配置了先进的红外热成像仪，广泛用于电力生产的设备普查、故障探测及诊断，大大提高了电力设备探测和诊断的技术水平。
1红外诊断技术在电力生产中的应用
电力安全运行最大特点是供电的连续性，而影响安全运行因素是故障出现的突发性和频发性，电气设备一旦有故障就会直接或间接带来经济损失，这就对电力设备安全可靠地运行提出更高的要求。为了更多、更及时发现设备缺陷，我们采用设备在不停电的在线检测一一红外测温，主要是解决热故障的诊断。
对运行中的高压电气设备来说，由于红外诊断技术能在不停电状态下，通过运行设备的
热分布以扫描成像的方式进行远距离实时在线诊断，这比传统的停电预防性实验更能有效的检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷。大多数运行中的电气设备发生故障时，会导致设备温度发生异常变化，即设备的发热故障，因此红外测温故障诊断技术在电力行业得到了广泛应用。
2影响红外在线检测与故障诊断结果的各种因素
在对电气设备故障进行红外检测（尤其在户外现场作业）和故障诊断时，往往受到各种不利因素的限制，以至影响检测的准确性和诊断的可靠性。
2.1运行状态的影响
电气设备无论是电流效应引起的导电回路故障、电压效应引起的绝缘介质故障或是电压分布不均匀和泄漏电流过大故障还是电磁效应引起的漏磁涡流故障，产生的设备发热与温升，都分别与设备运行状态有关。因此设备的工作电压和负荷电流的大小将直接影响到红外检测和故障诊断的效果。如果没有加载运行，或者负荷很低，则会是设备故障发热不明显，即使存在较严重的故障，也不可能以特征性热异常的形式暴露出来。只有当设备在额定电压下运行，而且负荷越大时，发热及温升越严重，故障点的特征性热异常也暴露的越明显。因此在进行红外检测时，为了能够取得可靠的检测效果，要尽量保障设备在额定电压和满负荷下运行，至少应在进行检测过程的一段时间内使设备负荷不低于额定负荷得30%。
2.2设备表面发射率的影响
1）可以运用图像运算方法消除发射率影响。2）对于需要经常进行红外检测的故障频发设备部件，可以运用敷涂适当漆料涂层使发射率恒定的方法来增大
和稳定其发射率值，从而获得可靠的结果。
2.3大气衰减的影响
由于受检电气设备的温度信息是以红外检测仪接受到的设备表面红外辐射能量
来传递的，而设备表面发射的红外辐射能量经大气传送到红外检测仪器上会受到大气组分中的水蒸气、二氧化碳、甲烷及一氧化碳等气体分子的吸收衰减和空气中悬浮微粒的散射衰减，而且这些红外辐射的衰减程度与辐射在传输路径上的大气组分与红外检测仪器的工作波长范围有关，并且随辐射传输距离（检测距离）的增大而增加。消除大气衰减影响的措施是：（1）选择在环境大气比较干燥和洁净的时节（大气相对湿度不超过
85% ）进行检测。（2）尽可能
缩短检测距离，对测量结果进行合理的距离修正。
2.4气象条件的影响
气象条件的影响主要指大气环境温度、雨、雪、雾及风力（风速）造成的影
响。为了克服气象环境的影响应选择环境温度适中的春季的无雨、无雾、无风
（最大风力不超过三级，或风速小于0.05~0.1M/秒）和环境温度较稳定的夜
晚（日落后2~3小时至次日黎明前）进行检测。
2.5环境及背景辐射的影响
在进行电力设备红外检测时，检测器接受的红外发生，除了受检设备相应部位自身发射的辐射外，还包含设备其它部位和背景的辐射，以及直接入射或通过受检设备及背景反射的太阳辐射，这些辐射都将对设备欲测部分的温度测量造成干扰。为了减少环境及背景辐射的影响应采取：（1）对户外电气设备的现
场红外检测尽可能选择在阴天或者在日落后2~3小时的傍晚至次日黎明前的无光照的时间进行作业。（2）对于具有高反射的设备表面应采取适当措施（如涂敷无光黑漆）来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响，或者改变检测角度找到最佳检测位置。（3）为避免太阳辐射及周围高温物体辐射的影响，可在检测时采取适当的遮挡措施，或者在红外检测仪器上加装适当的红外滤光片，以便滤除太阳及其它背景辐射。（4）选择参数适宜的仪器和检测距离进行检测，保证受检设备部位充满仪器现场，从而减少背景辐射的影响。
3结束语
在电力系统应用红外技术的初级阶段，人们普遍的认为，红外方法只能用来查找电气设备和输电线路的裸露过热电气接头。本文通过对高压电气设备内部故障发热的传热分析与模拟实验研究，并结合大量现场监测实际，分析出了各类高压电气设备不同故障发热的热场分布规律与表面红外热像特征。通过本篇论文可知，除某些电气设备的少数内部故障以外，凡是内部故障发热能够在设备外部有温度响应的故障，均能用红外方法作出诊断。所以，可以说，红外诊断方法原则上可以覆盖所有电气设备各种故障的诊断。
现阶段我们对电气设备内部故障的定位、定性与起因判别，还基本停留在经验层次，即这种诊断判别更主要地还以经验规律为主要基础。当然，随着红外诊断工作对各种电气设备内部故障特征性红外图谱越来越多的研究和实践积累，以及各种模拟实验与解体验证工作的增加，经验日益丰富，这种经验诊断判别的准确性也日趋提高。这要求我们在实际工作中对红外成像测温时应该从一些不太明显的表面现象上仔细分析，发现问题，解决问题，总结经验，收集基础资料和典型的温度数据、热像图谱，进一步提高红外诊断的准确性。我们在发现问题时不仅要对照各种电气设备典型的发热图谱进行定性，而且要通过一些手段和方法找出发热的成因，具体问题具体分析。今后电力设备故障的红外诊断面临的任务是研究在有限信息的条件下，如何判断各种电力设备的技术状态，亦即研究制定采集和筛选诊断信息的原则与方法，规定技术状态划分判据的方法，寻找故障模式判别的途径。
参考文献
[1]陈化钢?电力设备预防性实验方法及诊断技术[M].中国科学技术出版社.
[2]中华人民共和国电力行业标准带电设备红外诊断技术应用导则[M] ?中国电力出版社，1990.
[3]GB763-90交流高压电器在长期工作时的发热[S].
[4]中华人民共和国国家经济贸易委员会.带电设备红外诊断技术应用导则[Z].1999.
[责任编辑：杨玉洁]
发动机故障诊断与排除教案
常见车型故障码调取与清除 教案内容 一、日本丰田车系 1.调取故障码 普通方式调取故障码：打开点火开关，不起动发动机，用专用跨接线短接故障诊断座上的“ＴＥ１”与“Ｅ１”端子，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”即闪烁输出故障码。 2.清除故障码 故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种：一是关闭点火开关，从熔丝盒中拔下EFI熔丝（20A）10s以上；二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上，但此种方法同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。 二、日本日产车系 随车型不同，故障码的调取与清除分三种不同方式： 1.如果在主电脑侧有一红一绿两个指示灯，另有一个“TEST”（检测）选择开关，调取故障码时，先打开点火开关，然后将“TEST”开关转至“ON”位置，两个指示灯即开始闪烁。根据红绿灯的闪烁次数读取故障码，红灯闪烁次数为故障码的十位数，绿灯闪烁的次数为故障码的个位。清除故障码时，将“TEST”开关转至“OFF”位置，再关闭点火开关即可清除故障码。主电脑位于仪表盘后或叶子板后。 2.如果在主电脑侧只有一个红色显示灯，另有一个可变电阻调节旋钮孔，调取故障码时，先打开点火开关，然后将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等2 s后再将可变电阻旋钮逆时针拧到底，红色显示灯即开始闪烁输出故障码。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等15s 后再逆时针旋到底，再等 2 s后关闭点火开关即可清除故障码。 3.如果仪表盘上有故障指示灯“CHECK ENGINE”，则可通过短接诊断座上的相应端子调取故障码，日产车系故障诊断座位于发动机盖板支撑杆上方的熔丝盒内，有12端子和14端子两种，调取故障码时，先打开点火开关，然后取出12端子或14端子诊断座，并用跨接线短接诊断座上“6＃”和“7＃”端子（14端子诊断座）或“4＃”和“5＃”端子（12端子诊断座），等2s后拆开短接导线，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码（波形见下图）。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将诊断座右上侧的两个端子短接15s以上，再关闭点火开关即可清除故障码。 日产车系故障码输出波形
中华人民共和国电力行业标准 带电设备红外诊断技术应用导则 DL/T 664—1999 Technical guide for infrared diagnosis of alive equipment 中华人民共和国国家经济贸易委员会1999-08-02批准1999-10-01实施 前言 本标准是根据原电力工业部1995年电力行业标准计划项目(技综［1995］15号文)的安排制定的。本标准项目承担单位为河北省电力局，由省局委托邯郸电业局承办。制定本标准的目的是指导设备管理人员和现场工作人员，应用红外诊断技术对带电设备的表面温度场进行检测和诊断，发现设备的缺陷和异常情况，为设备检修提供依据，为开展设备状态维修创造条件，提高设备运行的可靠率。本标准是在没有国内外类似标准借鉴的情况下，由起草人员经过调查研究，搜集了国内外的应用成果和科研成果，经过分析、综合和试验验证，多次征求专家意见，反复修改而制定的。本标准的实施将对电力行业红外诊断技术的进一步推广及设备检修制度的改革起推动作用。 本标准的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。 本标准的附录D、附录E、附录F、附录G、附录H都是提示的附录。 本标准由中国电力企业联合会标准化部提出并归口。 本标准起草单位：邯郸电业局、华北电力科学研究院、国家电力公司热工研究院、福建省电力试验研究所、江西省电力试验研究所、广东省电力试验研究所、内蒙古电力科学研究院。 本标准主要起草人：胡世征、程玉兰、廖福旺、陈洪岗、杨楚明、侯善敬、赵墨林、李世忠、申兴忠、胡洪钧、阎军、陈永义。 本标准由中国电力企业联合会标准化部负责解释。 1 范围 本标准规定了红外诊断对象、诊断方法和设备缺陷的判断依据，对红外检测和诊断技术管理工作提出了要求。本标准适用于电力行业中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的设备。电力用户对带电设备进行红外检测和诊断时，可参照本标准执行。 注：只要表面发出的红外辐射不受阻挡，都属于红外诊断技术的有效监测设备，例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 755—87 旋转电机基本技术要求 GB 763—90 交流高压电器在长期工作时的发热
〈综述与评论〉 迈向新世纪的智能化红外成像寻的制导技术Ξ 刘永昌,吴 鹏,张 黎 (陕西青华机电研究所,陕西长安710111) 摘要: 概述了20世纪红外成像寻的制导技术的发展状况,分析了未来高技术战争对精确制导武器的发展要求和智能化红外成像寻的制导的关键技术,展望了21世纪红外成像寻的制导技术的发展趋势,并对红外成像寻的制导当前的发展提出了看法。 关键词: 红外成像寻的制导; 智能探测; 智能信息处理; 智能控制 中图分类号:TJ765.3+36 文献标识码:A 文章编号:100128891(2002)022******* 1 前言 红外寻的制导是当代红外技术的重要军事领域。伴随着红外探测器技术的发展,特别是红外焦平面探测器的工程应用和计算机信息处理以及超大规模集成电路的飞速发展,已使红外寻的制导技术由点源发展到成像寻的制导。在20世纪八九十年代得到迅速发展,目前红外成像寻的制导已广泛应用于精确制导武器系统。 红外成像寻的制导与其它光电制导技术相比具有显著的优点,它能提供二维图像信息,采用计算机图像信息处理实现制导智能化,具有高灵敏度、高空间分辨率、大动态范围,尤其适合探测较弱的目标信号和鉴别多目标的需要;制导精度高、抗干扰能力强、作用距离大、全天候工作能力强;尤其是红外焦平面(FPA)探测器的迅速发展,以及与模式识别技术相结合,形成自主式的智能导引系统,更具有强大的抗红外干扰能力、自动捕获目标能力和复杂情况下自动决策能力。因此,在高技术兵器迅速发展的当今世界,已成为世界各国军事应用中重要研究和发展的精确制导项目之一。尤其是1991年初的海湾战争,它是一场高技术对抗的导弹攻防战,红外成像寻的制导武器在这场战争中所显示的威力令世人瞩目。这场高技术战争带给人们的深刻启示,包括美国在内的各国军方深深感到配有红外热成像系统兵器的严重威胁。因此,再一次唤醒了世界各国对发展和装备智能化精确制导武器的重视,其研究、发展和应用的竞争更加激烈。 为了适应未来高技术条件下复杂的战场环境,精确制导武器必将向着高度精确化、自动化和智能化方向发展。 2 20世纪红外成像寻的制导技术发展回顾 2.1 第一代红外成像寻的制导 第一代红外成像寻的制导的主要标志是用光机扫描方法实时获取目标图像,它经历了从亚成像到成像的发展阶段。 采用双色(红外/紫外或双色红外)多瓣玫瑰线(或往复式螺线)图形扫描的亚成像制导体制,实际上是一种从点源探测到成像制导过渡的体制。它通常在对目标进行搜索的阶段采用玟瑰线或螺线扫描的点探测,而在对选定的目标进行跟踪的阶段,则依据不同的视场对同一目标所探测到的信息进行亚成像的处理,从而实现对命中点的选择。典型的型号产品如美国的“尾刺”(Stinger Post And Stinger RMP)改进型、前苏联的“SAM213”、和法国的“西北风”改进型等。 美国光机扫描红外成像制导马伐瑞克导弹是第一代红外成像寻的制导的典型代表。它的研制起始于20世纪70年代中期,采用4×4光导HgCd Te小面阵列红外探测器加旋转光机扫描机构,是当代已经装备部队使用的红外成像导引头系统。休斯公司研制的“马伐瑞克”(Maverick)A GM265D空地反坦克导弹、A GM265F反舰导弹就是典型代表,它已于1983年开始成批生产并装备部队。据报道在1991年的海湾战争当中,红外成像制导武器大显身手,平均每天发射 1 第24卷 第2期2002年月3月 红外技术 Infrared Technology Vol.24 No.2 March2002 Ξ收稿日期:2001201224
课程名称：故障诊断方法与应用报告题目：内圈故障诊断实验报告学生班级；研152 学生姓名： 任课教师： 学位类别：
设备故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。安装合适的传感器可以获得故障的特征信号，通过信号反映故障产生原因。滚动轴承是机械中的易损元件，据统计旋转机械的故障有30%是由轴承引起的，它的好坏对机器的工作状态影响极大。轴承的缺陷会导致机器剧烈振动和产生噪声，甚至会引起设备的损坏。滚动轴承的振动可由于外部的振源引起，也可由于轴承本身的结构特点及缺陷引起。而随着科学技术不断发展和工业化程度的不断提高，机械设备精密程度、复杂程度及自动化程度不断提高，凭个人的感观经验对机械设备进行诊断己经远远不够，因此轴承的状态检测和故障诊断是十分必要的，已经成为机械设备故障诊断技术的重要内容。滚动轴承故障监测诊断方法有很多种，它们各具特点，其中振动信号法应用最广泛。本次实验就是采用振动信号法对滚动轴承故障实验平台的滚动轴承的故障信号进行分析。
1 绪论 (1) 2 轴承内圈故障特征频率 (2) 3 时域无量纲参数分析 (2) 3.1 时域波形 (2) 3.2 傅里叶变换运算分析故障 (3) 4通过自相关、互相关、功率谱运算分析故障 (4) 4.1 自相关分析 (4) 4.2 互相关运算分析故障 (5) 4.3功率谱密度 (6) 5 Haar小波分析 (7) 5.1小波分解 (7) 5.2 小波降噪 (9)
1 绪论 随着对滚动轴承的运动学、动力学的深入研究，对于轴承振动信号中的频率成分和轴承零件的几何尺寸及缺陷类型的关系有了比较清楚的了解，加之快速傅里叶变换技术的发展。开创了用频域分析方法来检测和诊断轴承故障的新领域。其中最具代表性的有对钢球共振频率的研究，对轴承圈自由共振频率的研究。本文主要着重于对滚动轴承内圈磨损的故障研究，主要研究方法为傅里叶变换，功率谱，自相关以及互相关，小波理论。 滚动轴承在运行过程中可能会因为各种原因出现故障，如安装不当、异物入侵、润滑不良、腐蚀和剥落等都会导致轴承出现故障。安装不当会导致轴承不对中，使得轴承在运行中，产生一种附加弯矩，给轴承增加附加载荷，形成附加激励，引起几组强烈振动，严重时会导致转子严重磨损、轴弯曲、联轴器和轴承断裂等严重后果。即使轴承安装正确，在长期的运行中，由于异物的入侵或则负荷的作用下，接触面会出现不同程度的金属剥落、裂痕等现象，进而导致旋转部件与故障区域接触时产生强烈振动。本次实验主要针对潜在危害很大的裂痕故障信号进行分析研究。滚动轴承在出现裂痕故障后，随着轴承的旋转，由于旋转部件与裂痕周期性的碰撞会产生周期性的冲击信号，且周期可以通过轴承结构计算得出。图1.1所示为滚动轴承基本结构。 图1.1 滚动轴承基本结构 d：滚动体直径 D：轴承节径（滚动体所在圆的直径） R：内圈直径 i R：外圈直径 o ：接触角（滚动体受力方向与轴承径向平面的夹角） Z：滚动体个数
河海大学物联网工程学院 在线监测与故障诊断 学习报告 授课班号 专业 学号 学生姓名 指导教师
目录 一：在线监测 1.1 相关概念 (3) 1.2 在线监测系统的构成 (4) 1.3 在线监测系统的分类 (5) 二：故障诊断 2.1 相关概念 (5) 2.2 故障诊断系统的分类 (6) 2.3 故障诊断技术的发展历程 (7) 2.4 常用的故障诊断算法 (7) 三：相关应用及其未来展望 (10)
一：在线监测 1.1 相关概念 1.1.1 状态监测 对运转中的设备整体或其零部件的技术状态进行检查鉴定，以判断其运转是否正常，有无异常与劣化征兆，或对异常情况进行追踪，预测其劣化趋势，确定其劣化及磨损程度等，这种活动就称为状态监测（Condition Monitoring）。状态检测的目的在于掌握设备发生故障之前的异常征兆与劣化信息，以便事前采取针对性措施控制和防止故障地发生，从而减少故障停机时间与停机损失，降低维修费用和提高设备有效利用率。 对于在使用状态下的设备进行不停机或在线监测，能够确切掌握设备的实际特性有助于判定需要修复或更换的零部件和元器件，充分利用设备和零件的潜力，避免过剩维修，节约维修费用，减少停机损失。特别是对自动线、程式、流水式生产线或复杂的关键设备来说，意义更为突出。 1.1.2 设备状态监测的分类 设备状态监测按其监测的对象和状态量划分，可分为两方面的监测： ①机器设备的状态监测。指监测设备的运行状态，如监测设备的振动、温度、油压、油 质劣化、泄漏等情况。 ②生产过程的状态监测。指监测由几个因素构成的生产过程的状态，如监测产品质量、 流量、成分、温度或工艺参数量等。 上述两方面的状态监测是相互关联的。例如生产过程发生异常，将会发现设备的异常或导致设备的故障；反之，往往由于设备运行状态发生异常，出现生产过程的异常。 设备状态监测按监测手段划分，可分为两类型的监测： ①主观型状态监测。即由设备维修或检测人员凭感官感觉和技术经验对设备的技术状态进行检查和判断。这是目前在设备状态监测中使用较为普及的一种监测方法。由于这种方法依靠的是人的主观感觉和经验、技能，要准确的做出判断难度较大，因此必须重视对检测维修人员进行技术培训，编制各种检查指导书，绘制不同状态比较图，以提高主观检测的可靠程度。
带电设备红外诊断技术应用导则 参照中华人民共和国 电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》 《华北电网有限公司红外技术管理制度》 1、从事红外检测与诊断工作的人员应具备以下素质： (1)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉红外检测与诊断技术的基本原理，掌握红外检测仪器的工作原理、主要性能、技术指标以及操作方法，并能熟练操作红外检测仪器。 (2)从事红外检测与诊断工作的人员应了解电气设备的性能、结构、运行状况。 (3)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉掌握中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》和本管理制度，掌握《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分、电力线路部分）（试行）》和现场试验的有关安全规定。 2、红外检测的范围：只要表面发出的红外辐射不受阻挡都属于红外诊断的有效监测设备。例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 二、红外检测与诊断的基本要求 (一)对检测设备的要求 1、红外测温仪应操作简单，携带方便，测温精确度高，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰，仪器应满足现场带电实测对距离的要求，并应能对表面放射率、大气环境参数、测量距离等进行修正以保证测量结果的真实性。 2、红外热电视应操作简单携带方便，有较好的测温精确度，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰图像清晰，具有图像锁定、记录、输出和简单的分析功能。 3、红外热像仪应图象清晰、稳定，不受测量环境中高压电磁场的干扰，具有较强的图象分析功能，具有较高的热传感分辨率和图象分辨率，空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精确度和合适的测温范围。 (二)对被检测设备的要求 1、被检测设备应为带电设备。
红外制导技术 红外制导是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技术。红外制导技术是精确制导武器一个十分重要的技术手段，红外制导技术分为红外成像制导技术和红外非成像制导技术两大类。 红外非成像制导技术是一种被动红外寻地制导技术，任何绝对温度零度以上的物体，由于原子和分子结构内部的热运动，而向外界辐射包括红外波段在内的电磁波能量，红外非成像制导技术就是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐射的红外能量来实现精确制导的一种技术手段。它的特点是制导精度高，不受无线电干扰的影响；可昼夜作战；由于采用被动寻的方式，攻击隐蔽性好。但它的正常工作受云、雾和烟尘的影响；并有可能被曳光弹、红外诱饵、云层反射的阳光和其它热源诱惑，偏离和丢失目标。此外，红外制导系统作用距离有限，所以一般用作近程武器的制导系统或远程武器的末制导系统。 红外成像制导是利用红外探测器探测目标的红外辐射,以捕获目标红外图象的制导技术,其图象质量与电视相近,但却可在电视制导系统难以工作的夜间和低能见度下作战。红外成像制导技术已成为制导技术的一个主要发展方向。实现红外成像的途径有许多，主要有以下两种：（1）多元红外探测器线阵扫描成像制导；（2）多元红外探测器平面阵的非扫描成像探测器（通常称为凝视焦面阵红外成像制导系统）。红外成像探测器从70年代以来已由多元线阵发展到面阵，从近红外发展到远红外。红外凝视焦面阵列探测器的元件数，对近红外已达107个，对于远红外已达105个，探测率已达1012～1014量级。红外成像制导系统的灵敏度和空间分辨率都很高，动态跟踪范围大，可达1500 ～1800，有效作用距离远，抗干扰性好。与非成像制导技术相比，红外成像制导系统具有更好的目标识别能力和制导精度。全天候作战能力和抗干扰能力也有较大改善。但成本较高，全天候作战能力仍不如微波和毫米波制导系统。 最初出现的精确制导技术主要包括有线指令制导、微波雷达制导、电视制导、红外非成像制导、激光制导等，利用这些制导技术研制的精确制导武器易受各种气候及战场情况的影响，抗干扰能力差；而正在发展的新的精确制导技术途径如红外成像制导、毫米波制导、合成孔径雷达制导、激光成像制导、以及双色红外、红外与毫米波复合、多摸导引头等制导技术成为目前精确制导武器制导系统主要的发展方向，具有广泛的应用前景。 [相关技术]光学制导技术;复合制导技术;毫米波制导技术 [技术难点] 3～５μm和8～１２μm两个波段是军用红外探测器工作的两个主要波段，因为在１～３μm、3～５μm和８～１２μm三个波段工作的红外探测器敏感绝对温度的峰值分别为1000K、500K和300K。制导武器所要攻击的军事目标的红外辐射温度是：飞机的涡轮发动机尾焰约1000K；加热的飞行器的表面温度可能是在300～400K；行进中的坦克温度可能在400K以上；而静止的坦克温度约为300K，与它所在的环境温度相差不大。故攻击飞机的导弹以选择1～3μm和3～５μm波段工作的红外探测器为佳，攻击坦克或地面目标的弹药则以选择3～５μm 和8～12μm工作的红外探测器为佳。 红外制导技术的发展方向是成像精确制导技术。红外技术的关键是红外元器件、致冷技术和信号处理技术。70年代以来，红外探测器件和技术得到突飞猛进的发展，先后出现了碲镉汞线列器件、红外焦平面阵列和红外电藕和器件，另外加上信息处理技术和微处理机以及超大规模集成电路的迅速发展，使得红外成像技术得以迅速发展
安全检测与故障诊断 题目：故障诊断技术发展现状 导师：魏秀琨 学生姓名：刘典 学号：14114263
目录 1 引言 (3) 2 故障诊断的研究现状 (3) 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 (3) 1.2基于信号处理的诊断方法对 (3) 1.3基于模型的诊断方法 (3) 1.4基于人工智能的诊断方法 (4) 2故障诊断研究存在的问题 (6) 2.1故障分辨率不高 (7) 2.2信息来源不充分 (7) 2.3自动获取知识能力差 (7) 2.4知识结合能力差 (7) 2.5对不确定知识的处理能力差 (7) 3发展方向 (8) 3.1多源信息的融合 (8) 3.2经验知识与原理知识紧密结合 (8) 3.3混合智能故障诊断技术研究 (9) 3.4基于物联网的远程协作诊断技术研究 (9) 4发展方向 (9)
1 引言 故障可以定义为系统至少有一个特性或参数偏离正常的范围，难于完成系统预期功能的行为。故障诊断技术是一种通过监测设备的状态参数，发现设备的异常情况，分析设备的故障原因，并预测预报设备未来状态的技术，其宗旨是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以达到对设备事故防患于未然的目的，是控制领域的一个热点研究方向。它包括故障检测、故障分离和故障辨识。故障诊断能够定位故障并判断故障的类型及发生时刻，进一步分析后可确定故障的程度。故障检测与诊断技术涉及多个学科，包括信号处理、模式识别、人工智能、神经网络、计算机工程、现代控制理论和模糊数学等，并应用了多种新的理论和算法。 2 故障诊断的研究现状 1.1基于物理和化学分析的诊断方法 通过观察故障设备运行过程中的物理、化学状态来进行故障诊断，分析其声、光、气味及温度的变化，再与正常状态进行比较，凭借经验来判断设备是否故障。如对柴油机常见的诊断方法有油液分析法，运用铁谱、光谱等分析方法，分析油液中金属磨粒的大小、组成及含量来判断发动机磨损情况。对柴油机排出的尾气(包含有NOX，COX 等气体) 进行化学成分分析，即可判断出柴油机的工作状态。 1.2基于信号处理的诊断方法对 故障设备工作状态下的信号进行诊断，当超出一定的范围即判断出现了故障。信号处理的对象主要包括时域、频域以及峰值等指标。运用相关分析、频域及小波分析等信号分析方法，提取方差、幅值和频率等特征值，从而检测出故障。如在发动机故障领域中常用的检测信号是振动信号和转速波动信号。如以现代检测技术、信号处理及模式识别为基础，在频域范围内，进行快速傅里叶变换分析等方法，描述故障特征的特征值，通过采集到的发动机振动信号，确定了试验测量位置，利用加速传感器、高速采集卡等采集了发动机的振动信号，并根据小波包技术，提取了发动机故障信号的特征值。该诊断方法的缺点在于只能对单个或者少数的振动部件进行分析和诊断。而发动机振动源很多，用这种方法有一定的局限性。 1.3基于模型的诊断方法 基于模型的诊断方法，是在建立诊断对象数学模型的基础上，根据模型获得的预测形态和所测量的形态之间的差异，计算出最小冲突集即为诊断系统的最小诊断。其中，最小诊断就是关于故障元件的假设，基于模型的诊断方法具有不依赖于被诊断系统的诊断实例和经验。将系统的模型和实际系统冗余运行，通过对比产生残差信号，可有效的剔除控制信号对
光学气体成像（OGI）用红外热像仪最全汇总在过去几十年，红外热像仪已经彻底引发许多行业的维护革命，在减少环境破坏中也发挥了非常重要作用。工厂气体泄漏不仅危害环境，而且也耗费企业大量的资金。对此，FLIR 已经推出了一系列的气体泄漏检测应用红外热像仪，能检测包括VOC（挥发性有机化合物）气体在内的很多气体。 光学气体成像用红外热像仪，能够在不停止作业的情况下让您“看”见气体，并迅速锁定泄漏点。它可以让工作人员在安全距离以外检测气体，大大保证了安全性，并且相对于传统的“嗅探器”技术，效率也会大大提高。目前可应用在石油化工、天然气、电力、环保执法等领域。 红外热像仪根据波长的不同，可以检测出多达几十种气体，这就要求企业需要根据自身需求选择合适的红外热像仪型号。本期内容谱盟光电整理了菲力尔光学气体成像（OGI）用红外热像仪所有型号，希望能够对您有所帮助。 一、FLIR GF304 制冷剂的光学气体成像 FLIR GF304是一款气体成像型红外热像仪，专用于在不停止作业的情况下检测制冷剂。制冷剂普遍应用于全球食品生产、存储及销售所使用的工业制冷系统中。制冷剂还用于化学、制药和汽车业以及空调系统。为保持商品的凉爽状态，工业制冷系统的持续运行就变得非常重要。 此外，制冷剂更换或充装也是一项耗费金钱的工作。尽管制冷剂在许多行业中都起着重要作用，但它可能危害环境，地方法律法规可能对其做了限用规定。这就是快捷检漏是重中之重的原因所在。 二、FLIR GF306 专为六氟化硫（SF6）和氨气而设计 FLIR GF306能够在不断开高压设备电源或停止作业的情况下显示并准确找到SF6和氨气的泄漏点。这款便携式热像仪能够在安全距离以外检测泄漏，大大保证了操作人员的安全，此外，其还能够对危害环境的气体进行跟踪，具有环保效益。在电力行业中，将SF6作为绝缘气体和淬火介质用于气体绝缘变电站和断路器，氨气产生于氨厂，主要用于化肥生产。 三、FLIR GF309 穿透火焰检测加热炉
毕业（设计）论文 系（部）汽车工程系 专业汽车检测与维修技术 班级09级汽车检测与维修三班 指导教师 姓名学号
汽车发动机常见故障诊断与排除方法 【摘要】本文阐述了汽车发动机的常见故障诊断和排除方法，由于新技术在发动机上的运用，发动机的故障更加的复杂化。发动机的故障也是汽车故障中故障率最高、难点最高的组成部分。现对曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系、润滑系、起动系、冷却系以及点火系的常见故障进行分析和排除。主要对燃油供给系、润滑系、起动系作了详细的讲解。 【关键词】配气机构点火系润滑系冷却系故障排除检修
【目录】 第一章发动机的总体组成和作用 (1) (1) 1 第二章曲柄连杆机构的常见故障及排除 (2) 2.1曲柄轴承异响 (2) 2.2连杆轴承异响 (2) 第三章配气机构的常见故障诊断与排除 (3) 3.1凸轮轴异响 (3) 3.2气门脚异响 (3) 3.3气门弹簧异响 (4) 3.4气门座圈异响 (4) 第四章冷却系的作用、组成及常见故障与排除 (5) 4.1作用及组成 (5) 4.2常见故障与排除方法 (5) 4.2.1冷却液充足但发动机过热 (5) 4.2.2 冷却液不足引起发动机过热 (6) 第五章点火系的常见故障的诊断与排除 (7) 5.1故障分类 (7) 5.2点火时间过早 (7) 5.3点火时间过迟 (7) 5.4发动机的回火及放炮 (7) 5.5发动机爆震和过热 (8)
第六章润滑系作用、组成及常见故障与排除 (9) 6.1作用和组成 (9) 6.2润滑系常见故障及排除 (9) 6.2.1 机油压力过低 (9) 6.2.2 机油压力过高 (10) 6.2.3 机油消耗过多 (10) 第七章燃油供给系的常见故障排除及检修要点 (11) 7.1电控燃油供给系统的组成 (11) 7.2不来油或来油不畅 (11) 7.3发动机怠速不良故障 (12) 7.4混合气稀故障 (12) 7.5加速不良故障 (13) 7.6电控燃油系统检查要点 (14) 第八章起动系的组成及常见故障诊断分析 (15) 8.1起动机不运转 (15) 8.2起动机运转无力 (16) 第九章结论 (17) 参考文献 (18) 致 (19)
电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究 摘要：本文首先对红外检测技术的基本原理进行简单介绍，了解红外检测技术 的基本情况，重点研究红外诊断方法和影响诊断准确性的因素及对策，在此基础 上深入研究红外检测技术在电气设备状态检修中的应用，希望通过本文的研究能 够对红外检测技术的原理、应用方法以及影响因素形成全面的认识，同时也为后 期更好的应用红外检测技术对电气设备进行状态检修提供参考。 关键词:电气设备；状态检修；红外检测技术 1引言 在电气设备的使用过程中，合理的状态检测是保障电气设备正常使用的重要 手段。红外检测技术就是对电气设备进行状态检测的重要方法，能够实现在不接触、远距离情况下的状态检测，检测过程安全快速，结果相对可靠。但是在红外 诊断费方法的使用过程中也存在诸多因素对其准确性造成影响。因此在现阶段加 强对于电气设备状态检修中红外检测技术的应用研究具有重要的现实意义，能够 更加全面的掌握关于红外检测技术的原理方法，针对影响诊断准确性的因素进行 有效的控制，从而更好的发挥红外检测技术在电气设备状态检修中的作用，更好 的保障电气设备的正常运行。 2红外检测技术的基本原理 在电气设备使用过程中，往往会出现各种不同类型的故障，虽然发展形式比 较复杂，但是基本都会以设备热状态的异常为主要表现形式。红外检测技术最根 本的原理就是对电气设备的辐射信号进行探测，得到相应的热像特征图谱，然后 利用分析软件对得到的图谱进行专业的分析，通过与设备正常运行时的图谱进行 对比分析，判断设备的运行状态，进而分析可能存在故障的位置及其类型。 不同的物体之间存在宏观或者微观的热量传递，主要有传导、辐射和对流三 种形式，往往是三种形式同时进行。当电气设备出现故障时，也会出现不同类型 的发热以及热量传递，比如接触电阻发热、介质发热、涡流发热等。设备故障引 起的发热还会对设备的内部介质性能以及外部的表面性能造成破坏，甚至会影响 到整体的热平衡，而热量也会以各种形式传递到表面，使得表面的温度发生明显 的变化。利用红外检测技术能够检测到表面红外辐射信息的情况，进而得到设备 在不同状况、不同故障下的温度情况，结合设备结构等就能分析判断电气设备具 体的故障类型以及严重程度。 3红外诊断方法和影响诊断准确性的因素及对策 3.1红外诊断方法 红外检测诊断会遇到复杂的故障状况，针对不同的情况需要选择合适的方法 进行分析。目前常用的红外诊断方法主要包括以下几种：设备表面温度分析法是 对设备的表面发热情况进行分析，测得表面温度后结合设备温度及温升极限的相 关标准分析具体的故障，这种方法适用于电流致热和电磁效应造成的设备故障； 横纵向比较法是对同组、同相以及相同类型的设备之间的温度进行对比，对比的 数据包括某些部位的温升、温度值等，具体数值的选择要参照设备发热的具体情况；一些电压致热※的电气设备，其温度升高变化比较小，利用上述方法分析效 果不明显，可以利用热像图进行分析，对比设备在正常状态和故障状态下的热像 图的差异来分析设备的故障，需要注意的是在使用热像图分析法进行红外检测时 要使三相设备同时充满成像视场，这样能够有效避免其他因素的干扰，提升检测 准确性；除此之外还有相对温差判断法、历史数据分析判断法和连续分析判断法。
红外制导导弹 制导是指导弹、火箭、飞船等运动物体，依靠其上的仪器或人的控制自动奔向目标的过程，该过程是由制导装置来完成的。一般可分为 (1)自主制导。制导信息不是指挥站或目标所发送的能量，完全由安装在飞行器内部的设备动作来制导飞行器。 (2)遥控制导。利用装设在飞行器内部和外部的设备，在指挥站(可设在地面或别的飞行器上)制导该飞行器，驾束制导和指令制导都属遥控制导。 (3)寻的制导。利用来自目标的信息，测算出目标的位置，控制器根据计算出来的信号控制飞行器的飞行方向而将飞行器导向目标。 (4)全球定位系统(GPS)制导。利用飞行器上安装的GPS接收机接收4颗以上的导航卫星播发的信号来修正飞行器的飞行路线。 (5)复合制导。综合利用几种制导方式的优点于飞行全过程的制导。 按照制导时携带信息的载波可分为无线电制导、红外制导和激光制导等。 红外制导是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻的制导的技术。大多数红外制导系统是被动式的。 在各种精确制导体系中，红外制导因其制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高等优点，在现代武器装配发展中占据着重要的地位。 导弹（guided missile）依靠自身动力装置推进，由制导系统导引、控制其飞行弹道，将战斗部导向并摧毁目标的武器。属于精确制导武器。具有射程远、速度快、精度高、威力大等特点。 自50年代中期出现了美国“响尾蛇”、英国“火光”为代表的红外制导导弹以来，世界各国普遍开展了对红外制导导弹的研究，红外制导已经用于空-空、地-空、空-地、地-地导弹中，近年来在反坦克弹中也开始采用红外制导，但其中以空-空导弹采用红外制导为数最多。据不完全统计，世界各国研制的红外导弹有50多种型号，现已装备部队的有30多种，其中正在服役的红外空-空导弹就有数十种。 如图1所示为被动式红外导弹制导系统原理图。 导引头由整流罩、光学系统、探测系统、信号处理系统组成。 导引头是导弹的重要部位，就像导弹的眼睛一样，由它接收到目标的红外辐射，再转为电的信号，送入电子装置处理，经放大后带动控制系统，控制舵的转动方
智能故障诊断技术知识总结 一、绪论 □智能： ■智能的概念 智能是指能随、外部条件的变化，具有运用知识解决问题和确定正确行为的能力。 ■低级智能和高级智能的概念 低级智能——感知环境、做出决策和控制行为 高级智能——不仅具有感知能力，更重要的是具有学习、分析、比较和推理能力， 能根据复杂环境变化做出正确决策和适应环境变化 ■智能的三要素及其含义 三个基本要素：推理、学习、联想 推理——从一个或几个已知的判断（前提），逻辑地推断出一个新判断（结论）的思维形式 学习——根据环境变化，动态地改变知识结构 联想——通过与其它知识的联系，能正确地认识客观事物和解决实际问题 □故障： ■故障的概念 故障是指设备在规定条件下不能完成其规定功能的一种状态。可分为以下几种情况： 1.设备在规定的条件下丧失功能； 2.设备的某些性能参数达不到设计要求，超出允许围； 3.设备的某些零部件发生磨损、断裂、损坏等，致使设备不能正常工作； 4.设备工作失灵，或发生结构性破坏，导致严重事故甚至灾难性事故。 ■故障的性质及其理解 1层次性——系统是有层次的，故障的产生对应于系统的不同层次表现出层次性。 一般可分为系统级、子系统级、部件级、元件级等多个层次；高层故 障可由低层故障引起，而低层故障必定引起高层故障。诊断时可采用 层次诊断模型和诊断策略。 2相关性——故障一般不会孤立存在，它们之间通常相互依存和相互影响，如系统 故障常常由相关联的子系统传播所致。表现为，一种故障可能对应多 种征兆，而一种征兆可能对应多种故障。这种故障与征兆间的复杂关 系导致了故障诊断的困难。 3随机性——故障的发生常常是一个与时间相关的随机过程，突发性故障的出现通 常都没有规律性，再加上某些信息的模糊性和不确定性，就构成了故 障的随机性。 4可预测性——设备大部分故障在出现之前通常有一定先兆，只要及时捕捉这些征 兆信息，就可以对故障进行预测和防。 □故障诊断： ■故障诊断的概念 故障诊断就是对设备运行状态和异常情况做出判断。具体说来，就是在设备没有发 生故障之前，要对设备的运行状态进行预测和预报；在设备发生故障之后，要对故 障的原因、部位、类型、程度等做出判断；并进行维修决策。 ■故障诊断的实质及其理解 故障诊断的实质——模式识别（分类）问题
故障诊断及相关应用 摘要 故障诊断技术是一门以数学、计算机、自动控制、信号处理、仿真技术、可靠性理论等有关学科为基础的多学科交叉的边缘学科。故障诊断技术发展至今，已提出了大量的方法，并发展成为一门独立的跨学科的综合信息处理技术，是目前热点研究领域之一。我国的一些知名学者也在这方面取得了可喜的成果。 关键字：故障诊断，信息处理 1故障诊断技术的原理及基本方法 按照国际故障诊断权威，德国的Frank P M教授的观点，所有的故障诊断方法可以划分为3种：基于解析模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法。 1.1基于解析模型的故障诊断方法 基于解析模型的方法是发展最早、研究最系统的一种故障诊断方法。所谓基于解析模型的方法，是在明确了诊断对象数学模型的基础上，按一定的数学方法对被测信息进行诊断处理。其优点是对未知故障有固有的敏感性；缺点是通常难以获得系统模型，且由于建模误差、扰动及噪声的存在，使得鲁棒性问题日益突出。 基于解析模型的方法可以进一步分为参数估计方法、状态估计方法和等价空间方法。这3种方法虽然是独立发展起来的，但它们之间存在一定的联系。现已证明：基于观测器的状态估计方法与等价空间方法是等价的。相比之下，参数估计方法比状态估计方法更适合于非线性系统，因为非线性系统状态观测器的设计有很大困难，通常，等价空间方法仅适用于线性系统。 1.1.1参数估计方法 1984年，Iserman对于参数估计的故障诊断方法作了完整的描述。这种故障诊断方法的思路是：由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件参数之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，进而由关系方程求解实际的物理元器件参数，将其与标称值比较，从而得知系统是否有故障与故障的程度。但有时关系方程并不是双射的，这时，通过模型参数并不能求得物理参数，这是该方法最大的缺点。目前，非线性系统故障诊断技术的参数估计方法主要有强跟踪滤波方法。在实际应用中，经常将参数估计方法与其他的
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020年高压开关柜的在线监测 与故障诊断技术 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2020年高压开关柜的在线监测与故障诊断 技术 高压开关柜是电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高，相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。同时，随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展，使得对开关柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。 高压开关柜分户内式和户外式两种，10kV及以下多采用户内式，根据一次线路方案的不同，可分为进出线开关柜、联络开关柜、母线分段柜等。10kV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器，断路器所配的操动机构多弹簧操动机构或电磁操动机构，也有配手
动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上有很大的差别，这将影响到传感器的安装和选择。 1.高压开关柜的故障表现及其原因 调查统计表明，高压开关柜的故障主要有以下几类： （1）拒动、误动故障：这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类：一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成；另一类是因电气控制和辅助回路造成。 （2）开断与关合故障：这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。 （3）绝缘故障：表现为外绝缘对地闪络击穿,内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，ＣＴ闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。 （4）载流故障：7.2～12ｋＶ电压等级发生载流故障主要原因
设备故障诊断原理技术及应用 机械设备故障诊断技术随着近十多年来国际上电子计算机技术、现代测量技术和信号处理技术的迅速发展而发展起来,是一门了解和掌握机械设备在使用过程中的状态,确定其整体或局部是否正常,早期发现故障及原因,并预报故障发展趋势的技术。 1.机械设备故障诊断的发展过程 设备故障诊断是指在一定工作环境下,根据机械设备运行过程中产生的各种信息判别机械设备是正常运行还是发生了异常现象,并判定产生故障的原因和部位,以及预测、预报设备状态的技术,故障诊断的实质就是状态的识别。 诊断过程主要有3 个步骤: ①检测设备状态的特征信号; ②从所检测的特征信号中提取征兆; ③故障的模式识别。其大致经历以下3 个阶段: ①基于故障事件原故障诊断阶段,主要缺点是事后检查,不能防止故障造成的损失; ②基于故障预防的故障诊断阶段; ③基于故障预测的故障诊断阶段,它是以信号采集与处理为中心,多层次、多角度地利用各种信息对机械设备的状态进行评估,针对不同的设备采取不同的措施。 2.开展故障诊断技术研究的意义 应用故障诊断技术对机械设备进行监测和诊断,可以及时发现机器的故障和预防设备恶性事故的发生,从而避免人员的伤亡、环境的污染和巨大的经济损失。应用
故障诊断技术可以找出生产设备中的事故隐患,从而对机械设备和工艺进行改造以 消除事故隐患。状态监测及故障诊断技术最重要的意义在于改革设备维修制度,现在多数工厂的维修制度是定期检修,造成很大的浪费。由于诊断技术能诊断和预报设备的故障,因此在设备正常运转没有故障时可以不停车,在发现故障前兆时能及时停车。按诊断出故障的性质和部位,可以有目的地进行检修,这就是预知维修—现代化维修 技术。把定期维修改变为预知维修,不但节约了大量的维修费用,而且,由于减少了许多不必要的维修时间,而大大增加了机器设备正常运转时间,大幅度地提高生产率,产生巨大的经济效益。因此,机械状态监测与故障诊断技术对发展国民经济有相当重要的作用。 3.机械故障诊断的研究现状 机械故障诊断作为一门新兴的综合性边缘学科,经过30 多年的发展,己初步形成了比较完整的科学体系。就其技术手段而言,已逐步形成以振动诊断、油样分析、温度监测和无损探伤为主,其他技术或方面为辅的局面。这其中又以振动诊断涉及的领域最广、理论基础最为雄厚、研究得最具生机与活力。目前,对振动信号采集来说, 计算机技术足以胜任各种场合的需要。在振动信号的分析处理方面,除了经典的统计分析、时频域分析、时序模型分析、参数辨识外,近来又发展了频率细化技术、倒谱分析、共振解调分析、三维全息谱分析、轴心轨迹分析以及基于非平稳信号假设的短时傅立叶变换、Wign2er 分布和小波变换等。就诊断方法而言,除了单一参数、 单一故障的技术诊断外,目前多变量、多故障的综合诊断已经兴起。 人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力,故障诊断的专家系统不
价值工程 0引言 吐丝机是高速线材生产的关键设备，布置在精轧机后，其作用是将线材绕制成一定直径的线圈,然后平铺在 风冷辊道上[1]。 吐丝机运转的正常与否，直接关系着吐丝质量和成品丝的收集。为提高吐丝机运转的可靠性，延长其使用寿命，安装了棒线材轧机网络监测诊断系统—LeadMeasur-GX2，对包括吐丝机在内的精轧机组的振动情况进行监测，并分析诊断故障结果，从而及时掌握设备的运行状况，及时甚至早期发现设备的异常状况，为合理地制订设备的维护计划提供技术依据，以防止由于某些易 损件（例如滚动轴承、 连接螺栓、齿轮等）的突然失效而造成的重大设备事故。 1高线吐丝机典型设备故障及特点 1.1吐丝机滚动轴承的主要故障高线吐丝机滚动轴承故障约占全部故障的50%左右。滚动轴承事故往往发生在转速较高的设备上。滚动轴承的内外圈故障一般短时间内不会对吐丝机造成大的影响，但不处理会引起轴承运转问题，造成间隙误差加大，并产生额外热量，从而使磨损加快，最后酿成较大的事故。内外圈故障的原因和润滑、安装状况、轴承质量、使用情况都有关，往往很难直接判断事故的具体原因。轴承滚动体事故往往是保持架的问题，如果保持架损坏造成滚动体脱落，对于吐丝机轴承而言，极易引起伞齿轮啮合不好而发生打齿事故，造成一对伞齿轮报废，使连带损失加大，检修更换和组装备件时间增长。一般的滚动轴承故障往往会事先有迹象，如能及时诊断并进行处理，往往会避免较大的连带事故发生。高线吐丝机滚动轴承的主要故障有：磨损、疲劳剥落、塑性变形、腐蚀、断裂等。 1.2吐丝机传动齿轮的主要故障齿轮打齿事故可分为部分打齿和全打齿，其中部分打齿是指齿的局部损坏， 暂时不会影响设备的使用，但会有一些征兆，如震动加大， 造成齿轮整个承载能力的下降等，不及时处理会造成全打齿的发生。全打齿是指部分或全部的整根齿损坏，发生后会有剧烈震动，设备不能继续运行，而由于螺旋伞齿轮的运行精度要求更高，在使用中，往往小的断齿事故就会使设备不能直接使用。高线吐丝机齿轮的主要故障形式有： 齿面接触疲劳与点蚀、 齿面磨损、齿面胶合和划痕、弯曲疲劳与断齿等。 2共振解调技术 应用共振解调技术的主要目的是为了检测机械设备出现故障隐患时的微冲击，利用加速度传感器监测机械设备的振动来获取轴承、齿轮及其他旋转机械因故障产生的微冲击信息。冲击信号自身包含无限次谐波脉冲，高频分量尤其丰富，利用冲击信号的这一特点，采用高频谐振器剔除信号中难以区分正常与否的低频振动信息，获取信号中由碰撞冲击而产生的高频成分，由谐振器转换成高频自由衰减振荡的共振波形，再由解调电路转换为低频信号，这样就可以从幅值和频率两个方面实现高信噪比的故障诊断[2]。轴承外圈故障的特征频率为： fc=fK0z=（Do —d ）foz/2Do=（Do —d ）nz/120Do （1）式中：Do ———轴承的节径，mm ； D ———滚动体直径，mm ；Z ———滚动体个数，个；n ———轴的转速，r/min 。式（1）为根据理论计算轴承外圈有故障时的特征频率。如果从振动信号的频谱中看到对应的谱线，就可以对轴承外环的故障作出诊断[3]。 3吐丝机在线监测系统 吐丝机在线监测系统采用加速度传感器，安装在吐丝机本体上，通过抗干扰的屏蔽线路把设备的振动信号测取 出来，送至信号预处理仪进行处理。处理后的数字信号在 经过时域波形、频谱、倒谱、历史数据与当前数据的比较等多种分析功能， 提取振动信号中的各种有用信息，确定设备运行的情况，达到对设备状态的监测、故障诊断的目的。—————————————————————— —作者简介：张丹（1968-），女，河北唐山人，本科生，工程师，讲师， 研究方向为冶金机械；吴爱新（1969-），女，河北廊坊 人，工程硕士，高级讲师，研究方向为金属塑性变形及生产过程控制。高线吐丝机在线监测与故障诊断技术的研究与应用 The Research and Application of Laying Head On-line Monitoring and Fault Diagnostic Technique 张丹ZHANG Dan ；吴爱新WU Ai-xin （唐山科技职业技术学院，唐山063001） （Tangshan Vocational College of Science and Technology ，Tangshan 063001，China ） 摘要：为提高对吐丝机等高线设备的事故预知与维修能力，达到降低成本、减少事故发生频率的目的，本文重点研究了吐丝机网 络监测诊断系统—LeadMeasur-GX2系统在线材生产过程中的应用情况，通过对系统运行情况的分析，总结出了包括吐丝机在内的精 轧机组的振动情况与事故之间的因果关系，从而对事故进行前瞻性的预测，实现了对重大故障的及时发现与处理，保障了设备的安全可靠的运行，降低了设备故障率。 Abstract:Equipment of high speed wire-rod including Laying Head is fitted with on-line monitoring system in order to improve the ability of predictive maintenance of highline equipment like Laying Head ，and to achieve the goal of lowering costs ，cutting down the time taken by accident.Through the operation of the system ，catastrophic failure can be discovered in time,which plays a positive and secure role in the safe and reliable operation of equipment and thus reduces equipment failure rate. 关键词：吐丝机；在线监测；故障诊断Key words:laying head ；on-line monitoring ；fault diagnostic 中图分类号：TH6文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0032-02 ·32·