故障诊断仪范文1
关键词 列车；制动；便携；诊断仪
中图分类号 TP18 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0140-03
随着动车组技术的不断发展和动车组运用的普及，CRH2型、CRH380A型动车组运营车辆的数量不断增加，在车辆运用中发生的偶发性故障的数量将会相应增多。因此，车辆动态试验、检修和运用中的故障查找的重要性更加凸显，故障分析处理中需要进行相应的信号仿真和信息模拟才能进行故障点的查找和维修后的验证，针对该项问题，着力解决困难条件下的制动系统故障查找困难的问题，研制了便携式列车制动仿真故障诊断仪。
该系统具备车辆速度模拟、车辆再生有效模拟、再生请求采集、反馈模拟等基本功能，采用便携式结构，减少故障查找的工作量，提高作业效率。设计时采用精度高、成熟可靠的技术，使系统满足车辆精度要求的基础上尽量轻量化，便于携带；在装置本身配置软件控制系统，编制方便操作的程序控制界面；与车辆的接口采用通用的连接器进行信号传输，易于操作。
1 诊断仪主要功能及技术参数
1.1 主要功能介绍
便携式列车制动仿真故障诊断仪，由便携式PC、便携式仪器箱和接口线路组成。
采用小型轻量化自动控制方式产生正弦波、方波信号来模拟车辆速度；通过高精度直流电源模拟列车制动工况下的再生制动有效，利用小型可调的直流电源模拟牵引变流器再生制动反馈信号，使制动系统产生电空协调运算。
对制动系统的再生请求信号进行测量；向列车网控系统模拟制动故障信号（抱死1、抱死2、制动不缓解），诊断信号传输系统。将上述各项功能集成便携式化系统，通过PC机对各功能进行集中控制。
1.2 主要技术参数
供电电源 AC220V 50 Hz
速度模拟信号 650 km/h以内
频率输出 0-10 KHZ
频率幅值范围 ±20 V
波形 正弦波/方波
再生有效信号输出 DC100 V±1 V（最大输出电流2 A）
再生反馈信号 DC0～10 V，精度±0.1 V
再生请求信号测量 0～20 V，精度±0.1 V
2 系统硬件和软件设计
2.1 硬件系统设计
便携式列车制动仿真故障诊断仪需要满足便携、轻量化、外部信号接口统一配置、仿真模拟操控方便等要求，在方案确定和选型过程中都充分考虑以上需求。
该集成化系统由PC机、通讯数据线和仪器箱组成。仪器箱包括便携式手提箱、仪器面板、AC/DC轻系列开关电源、主控制板、继电器板等组成。
2.1.1 速度信号电路设计
该集成化系统的核心是速度信号输出电路，在方案论证中，提出了四个方案：
1）选用成品脉冲信号发生器，开发最简单，风险小，但体积庞大。不能满足便携、轻量化的要求。
2）单片机运算能力不能满足信号仿真要求。
3）DDS脉冲信号集成电路，是单象限信号，只能在正电压范围连续调节，无法实现全电压连续可调的功能。
4）采用CPLD复杂可编程逻辑器件实现正弦波数字信号，再通过高速DA转换电路产生仿真信号。CPLD运行频率高，能够实现预定的功能。
2.1.2 便携式手提箱
便携式手提箱是仪器箱的箱体，采用GE塑料材质，成分为ABS工程塑料混合聚丙烯异分子，高压铸塑技术成型，满足便携、坚固、防潮、安装、维护等功能要求。
2.1.3 通讯接口
便携式PC与仪器箱之间数据交换选用USB到RS-232高速转换器AU-820。
2.1.4 仪器面板
仪器面板设计按照功能进行了分区，仪器面板布局图见图1。分区功能如下：
1）DC100V输出：包括DC100V熔断器和6路指示灯DC100V输出信号指示。
2）故障指令模拟：包括10个指示灯显示模拟信号状态。
3）RS232： 9针DB9母头连接器。
4）再生反馈电源：包括电源保护熔断器和输出指示灯。
5）仪器供电：包括AC220V电源指示灯、熔断器、电源开关、接地保护端子、电源插座。
6）外部接线：包括3个航空插座，CN1输出仿真速度信号、模拟量输入信号、再生反馈电源信号，CN2输出6路DC100V信号，CN3输出10路故障指令模拟信号。
图1 仪器面板布局图
2.1.5 电源
为减轻仪器重量，故障诊断仪电源系统选用AC/DC轻系列开关电源：
1）输入电压：220VAC±20%。
2）第一路输出（再生有效信号）：100VDC/4A。
3）第二路输出（再生反馈）：0～20V/30W。
经过实际测量在满负荷的情况下输出电压精度偏差均在0.1V以内。
2.1.6 主控制模块
故障诊断仪范文2
故障一现象：开机时机器工作显示正常（冻结键失灵），一小时后探头突然不工作，屏幕呈现白屏，周边灰阶度及字符均显示正常。关机后等重新开机又显示正常，但半小时后又出现白屏现象。随着重复开机次数的增加，变白屏的时间间隔也越来越短。变白屏后对机器进行硬启动（同时按“变换”和“消除”键），不起作用。机型：SSD-370型超声诊断仪。
分析及检修：超声诊断设备基本上是由主机、探头、监视器等组成。主机又包含电源电路、数字扫描转换器(DSC)、超声收发单元、面板及面板接口板、放大电路等。该故障现象涉及到电源电路、数字扫描转换器及超声收发单元。依照检修原则，开机先测量电源单元的各路标称直流电压。该机主要电源有+165V,+12V,-12V,+5V,-5V,+4.8V。有两组+5V电压，但并不是同一路输出。当故障发生时，其中一组+5V下降到+1.3V，显然该部分电源存在问题。经检测该路电源的桥式整流输入为+8.5V，输出却为+2.9V，桥堆工作不正常。用新桥堆替换之，则电压恢复正常，机器工作正常，白屏现象没有再出现。
故障二现象：机器显示正常，有星形标记但不能进行图像测量。机型：YD-800型超声诊断仪。
分析与检修：B超测量是通过操作滚动面板上的轨迹球来完成的，依靠轨迹球摩擦带动盒内两根成直角放置的金属杆（杆上各有一个四周开孔的金属圆片安放于各自的光电发射接收单元电路中）。当球转动时，光线通过片上孔洞被接受单元转换成相应的电脉冲，再经有关电路放大处理后控制测量标记沿X-Y轴方向移动。该机器使用年数较长，没有经过正常保养，许多灰尘从面板上的轨迹球操纵盒边渗入到盒内，导致光路被挡。由于光电脉冲消失，此时再转动轨迹球时星型标记就不会随之移动。用毛刷和无水酒精将操纵盒内元器件及线路板上的灰尘清洗干净，等酒精挥发完后将操纵盒安装上机器，通电机器恢复正常测量。
故障三现象：开机指示灯亮，整机不工作。机型：KJ—2000型超声诊断仪
分析与检修：在整机不工作的情况下，依照检修原则，先开机测电源单元的各路标称直流电压。该机型电源包括+12V、+8V、-8V、+5V、+125V、-150V。除+12V测量时只有+8V左右外，其余电源均正常。将+12V所带负载全部去掉，再测量+12V正常，说明负载有问题。然后一一接上负载，至偏转线圈时，+12V降为+8V，说明行输出及高压电路有问题。经进一步测量发现行输出变压器坏，换一新的后电源+12V正常，机器工作恢复正常。
故障诊断仪范文3
[关键词] 超声诊断仪；预防性维护；常见故障；周期性维护
[中图分类号] R197.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2015）06（a）-0165-04
Research on preventive maintenance and failure solution of ultrasonic diagnostic apparatus
ZHAO Jian
Department of Equipment， Hospital of Shunyi District in Beijing City， Beijing 101300， China
[Abstract] Compared with the traditional methods， using ultrasonic diagnostic apparatus can provide more scientific， clear and accurate diagnosis for patients， which also benefits from progress in science and technology. However， due to the complicated structure of the ultrasonic diagnostic equipment， maintenance cost is relatively expensive when the mechanical failure occur， some simple faults can be excluded by preventive maintenance. In this article， by the causes analysis of ultrasound equipment failure for 68 times， the occurrence rate from high to low in turn is respectively： track ball failure （22.06%）， frequent reboot or crash （16.18%）， probe damage （14.71%）， control button failure （13.24%）， mechanical fault （7.35%）， display fault （7.35%）， the system boot failure （4.41%）， receiving circuit fault emission （4.41%）， overheat alarm （4.41%）， the power supply unit fault （2.94%）， the image interference（2.94%）. It is suggested that according to the using frequency of equipment， the daily， monthly and annual maintenance plan should be made. Scientific and reasonable preventive maintenance can effectively reduce the failure rate of equipment and ensure the work effect and the intact rate.
[Key words] Ultrasonic diagnostic apparatus； Preventive maintenance； Common failure； Periodic maintenance
临床诊断与科学技术的融合越来越成熟，科技进步满足了临床诊断的需求，其中超声影像技术就获得了充分肯定，无论是临床医生还是接受诊断的患者越来越倾向于选择超声诊断仪器，目前投入使用的超声诊断仪器分为两类，分别是黑白超声诊断仪和彩色超声诊断仪，由于技术成熟，彩色超声仪器备受青睐，同时彩色超声仪器的购买价格和维修价格较之黑白超声仪器高出很多，正因为如此，预防性维护意识和维护的能力，才应该进一步加强和完善，在超声诊断仪器保养维修工作上形成良性循环。
1 预防性维护及超声诊断仪器常见故障
故障诊断仪范文4
[关键词]数据流；故障码；诊断排除
中图分类号：C37 文献标识码：A 文章编号：
一、故障常规分析
许多情况下，电控燃油喷射发动机会出现这样的情况，比如发动机怠速不良，抖动严重，怠速冒黑烟；发动机耗油量大，加速不良，空负荷时只能加速到3000r/min等等。但使用故障诊断仪器却发现电控单元中没有故障记忆，也就是说发动机的电控装置自诊断系统没有发现本系统有故障，会使许多从事电控发动机维修的专业人员产生一种疑问——为什么发动机控制系统工作正常而发动机却不正常？造成这种情况的原因如何去查找呢？
通常在我们诊断电控发动机故障时一般都遵循这样的原则：首先判断故障原因是在电控部分还是在机械部分？使用的方法就是利用故障诊断仪器检查电控单元中的自诊断系统中故障记忆存储情况，则可确定故障原因在电控部分；如不是在电控部分出现问题，则可初步确定故障原因是在机械部分；第二步是根据故障记忆的内容及提示相关产生故障原因去确定系统中的故障部位。这些故障部位大多发生在各类信号传感器及连接导线和接插件上；第三步是在没有故障记忆或排除了控制系统故障的基础上，按照通常的发动机故障排除规律，根据发动机的故障现象去确定故障可能产生的部件，既检查保证发动机的各类机械结构部件，如电动油泵的供油能力，油路的压力状况；火花塞工作状况，点火线圈工作状况；汽缸压力等等。
经过这三步工作应该说可以解决发动机产生的故障了，但系统如果存在故障，那么大多数情况却是经过三步工作之后，故障依旧——这种情况有时让人无法理解，甚至有些维修人员在遇到这种情况便束手无策了。那么系统出现无故障码时用什么方法分析故障原因呢？通常可利用故障诊断仪器中数据流功能，根据系统的一些工作参数来分析造成故障的原因。
二、数据流分析
众所周知，电控燃油喷射发动机的工作主要是依靠一个微型计算机来控制发动机的各工况条件的供油量，微机控制下供油量的多少必须与发动机的工况相匹配，这种匹配关系必须是控制系统状况与发动机实际状况相吻合的。比如说驾驶员控制节气门开度来要求发动机达到某种工况状态。实际工况对于发动机来说是唯一的，而控制系统要反映和确定这个唯一的工况需要许多参数，这些参数还要相互达到统一，既实际参数要成互相对映关系。控制系统中各种反映发动机负荷状态的传感器所提供给控制单元的参数也是符合发动机在部分负荷状态的数据：以现代伊兰特悦动为例，转速为2500r/min，节气门开度为10.6%，进气歧管压力传感器电压1.2V,喷油脉宽为1.6ms。这些标志发动机负荷状态的参数必须是与要求发动机达到的工况状态相吻合。如果有一项参数不能达到实际要求数值，例如节气门实际开度已达10.6%，但节气门位置传感器送给电控单元的数据却是低于这个值，这时相对应的发动机转速也就不能提升到2500r/min；这种匹配关系是电控装置能否满足驾驶员实际要求的一种基础关系，也是电控装置能否按照人的意愿工作的基本保证。
另外，电控单元在控制发动机工作的过程中，它所接受的各种传感器信号是人们给定的一个范围，而电控单元的自诊断系统功能就是判断这些传感器的信号是否超出这个范围，只有信号超出规定范围后，自诊断系统才能知道这种信号不能作为控制信号使用，这时自诊断系统才能确定系统中有故障，才能有故障记忆，才能给出故障代码，而如果信号没有超过给定范围，但却与实际情况有一定的偏差，这种不准确信号仍会使电控单元按照提供的不准确的信号控制发动机工作，自诊断系统不能给出故障编码，从而造成发动机产生故障现象，这就是控制系统产生故障的根本原因。
一般控制系统中的故障主要反映在发动机上有以下几种表现：
1、怠速不稳，有时冒出黑烟；2、发动机百公里油耗偏高；3、发动机在空负荷转速最高只能达到3000r/min；4、发动机冷车易起动，热车不易起动等。
发动机出现以上故障现象，同时在检查发动机控制单元发现无故障码记忆时，必须运用其相关数据流分析，来进一步找出产生故障的原因。方法是利用故障诊断仪器的数据流功能，调出控制系统的实际工作参数（在出现故障现象时），要检查的参数主要有：1.发动机转速；2.空气进气量（或进气歧管绝对压力值）；3.点火提前角；4.喷油脉宽；5.节气门开度值；6.充电电压值；7.发动机水温值；8.进气温度值；9.氧传感器及爆震传感器电压值；可将他们分成三种类型：
第一种是基本参数，如发动机转速、进气量（进气歧管压力值）
第二种是重要参数，如点火提前角、喷油脉宽、节气门开度值等。
第三种是修正参数，如水温与进气温度，氧传感器信号等。
当发动机在无故障码的情况下出现故障现象时，应首先检查控制系统中传感器实际数据与正常值做比较，确定其值是否超出正常范围及偏差的程度。例如：当发动机出现怠速不稳时，应首先检查控制形成怠速混合气的进气参数和喷油脉宽参数，同时要确定氧传感器信号是否正常；如果氧传感器信号不正常，则应先确定氧传感器自身是否损坏。因为氧传感器信号是控制单元判断混合气比例是否正确的依据，如果氧传感器自身损坏，造成给控制单元提供错误信号，从而造成控制单元错误控制喷油量。例如，氧传感器错误地提供一个混合气偏浓的信号（大于0.45V），则控制单元会依据这个控制信号减少供油量，从而造成实际混合气浓度偏稀，这时发动机会出现怠速运转不稳。如果检查氧传感器正常，而进气量测量信号出现偏差，例如，给控制单元提供一个较高的进气信号，这时控制单元会控制喷油器喷出许多的燃油以匹配进气信号，从而造成混合气过浓引起怠速不稳；同时发动机运行油耗增大，这时检查供油时间参数，会发现其值也偏离正常值。
有时进气压力传感器（或空气流量计）自身有故障时，在怠速时不反映出故障现象，只是在发动机加速时，出现发动机无法高速运转，严重时最高转速仅达3000r/min，造成这种现象的原因是进气量信号太低，控制单元仅能接受到比较低的进气量信号，从而控制发动机在低负荷、低转速条件下运转。
其他一些修正信号也会造成发动机的故障运转，如发动机水温信号，如果出现偏差，比如向控制单元提供较低温度信号，则控制单元会控制发动机按暖机工况运行，这时发动机的怠速会出现忽高忽低现象。
当控制系统中的信号参数都正常，而发动机仍然有故障表现时，这时应按发动机的基本检查程序进行，如检查点火系统工作情况（如火花塞状况，缸线的阻值状况），供油压力是否正常，气缸压力是否正常等等。
三、典型案例分析
故障现象：一辆北京现代伊兰特（Elantra）悦动轿车1.6L排量,发动机型号为G4GA，为16气门双顶置凸轮轴多点电喷发动机。该车急加油时排气黑烟量大、加速无力、耗油量也大，但发动机故障指示等指示正常。
故障诊断与排除：考虑到该车在其他修理厂检修过，但没有排除故障，故对其进行综合检测。首先，从外观上检查各传感器及真空管道，连接都很正常；然后，利用北京现代汽车专用故障诊断仪器（HiDs—Scanner），在发动机热车、怠速为800r/min（不开空调等用电设备）时检测各传感器和喷油器参数，检测结果如下：
MAP（进气歧管压力）传感器电压：2.0V
歧管真空度压力：300hpa
THW（水温）传感器电压：1.95V（92℃）
TPS（节气门位置）传感器电压：0.4V；节气门开度为4.7%
TNJ（喷油脉冲）脉宽：3.0ms
点火提前角：12°—17°BTDC
ISA占空比36%
由上述各传感器和执行器的参数值可知，排气黑烟大及耗油量多的直接原因是供油过多。一般来说，MAP传感器输出信号电压偏高（怠速时参考值1.4V），但更换MAP传感器后，故障仍然没有排除。再测量其电压值，仍是2.0V。于是跟踪测量进气歧管处的真空度，为300hpa左右，该值低于怠速值（380hpa）。说明该车进气歧管真空度不正常。再次检查节气门开度及各真空管道的密封性，没有发现异常现象。
机械方面的故障也可能引起传感器的信号失常。我们根据上述检测结果推测：该车可能是因配气相位不正确，导致进气不足、真空度偏低；该车有“加速无力”的故障现象，可能是正时皮带装配不正确所引起的。于是拆检正时皮带，果然发现这时皮带记号错开了一个齿位（跳齿）。更换正时皮带并重新调整点火正时，故障得到彻底排除。
由此可见，故障的发生过程为：正时皮带松弛——跳齿——配气相位及点火正时不正确——进气不足——进气歧管真空度下降——MAP传感器电压值偏高——喷油脉宽增大——混合气过浓，发动机工作不良——排气冒黑烟、耗油增加、汽车行驶无力。
四、结语
运用“数据流”进行故障分析，便于维修人员了解汽车的综合运行参数，可以定量分析电控发动机的故障，有目的地去检测更换有关元件，在实际维修工作中可以少走很多弯路，减少诊断时间，极大地提高工作效率。
[参考文献]
[1]李东江编.《电控发动机故障排除120例》.北京理工大学出版社，1999年11月
[2]王遂双等编.《汽车电子控制系统的原理与检修》.北京理工大学出版社，1995年8月
[3]邹长庚、赵琳主编.《现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（上）》.北京理工大学出版社，2000年5月
故障诊断仪范文5
doi:10.11772/j.issn.10019081.2013.07.2063
摘 要:
针对流程工业中多仪表微小故障难以检测的问题，利用独立元分析(ICA)提取仪表变量的独立元信息，根据独立元贡献度矩阵构建独立元子空间，并分别在每个独立元子空间上根据不同的贡献率选择独立元个数，得出三个统计量及其控制限，建立故障检测模型。再综合所有子空间故障检测模型的检测结果，根据实际需求制定集成故障检测策略，最后通过贡献度算法对故障源进行识别和分离。对Tennessee Eastman过程数据的仿真实验结果表明独立子空间算法提高了微小故障的检测精度，在流程工业中多仪表故障诊断中配合不同的集成故障检测策略在应用中更具有灵活性。
关键词：仪表故障检测；独立元子空间；独立元贡献度；集成策略
中图分类号：TP277文献标志码:A
英文标题
Small fault detection method of instruments based on independent component subspace algorithm and ensemble strategy
英文作者名
HU Jichen1, HUANG Guoyong1*, SHAO Zongkai1,2, WANG Xiaodong1,2, ZOU Jinhui1,2
英文地址(
1. Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan 650500, China;
2. Yunnan Engineering Research Center for Mineral Pipeline Transportation, Kunming Yunnan 650500, China英文摘要)
Abstract:
To solve the problem of small fault detection of instruments in process industry, independent components were extracted by Independent Component Analysis (ICA) from instruments recorded data. And independent component subspaces were established according to the contribution matrix. Fault detection model was constructed in each independent component subspace with statistical variables. A proper ensemble strategy was chosen by combining all the fault detection results. Finally, the instrument with fault was located by contribution algorithm. The simulation results with TE (Tennessee Eastman) process show that this method has higher precision on small fault detection and more flexibility with proper ensemble strategy.
To solve the problem of small fault detection of instruments in process industry, independent components are extracted by Independent Component Analysis (ICA) from instruments recorded data. And independent component subspaces are established according to the contribution matrix. Fault detection model is constructed in each independent component subspace with statistical variables. A proper ensemble strategy is chosen by combining all the fault detection results. Finally, the instrument which has fault is located by contribution algorithm. Simulation result with TE (Tennessee Eastman) process data is shown as that this method has more precision on small fault detection and more flexibility with proper ensemble strategy.
英文关键词Key words:
instrument fault detection; independent component subspace; independent component contribution; ensemble strategy
0 引言
在流程工业中，为了保证产品质量以及提高生产过程的安全性，流程工业中的仪表是否正常工作显得格外重要。当前仪表故障诊断方法可分为三类，即基于定量模型的方法、基于知识经验的方法和基于过程历史数据驱动的方法。其中通过仪表数据处理分析的数据驱动方法是目前仪表故障诊断的研究重点，但大部分研究成果基本上都是基于单个仪表的故障检测，无法对流程中的所有仪表状态进行同步实时监控。
故障诊断仪范文6
关键词：矿井高压线缆；断点；脉冲；ARM9
中图分类号：TP277 文献标识码：A
在研究对象钨矿矿山井下，因为过于潮湿和人为等因素，10kV高压线容易短路或断路。由于作业不便，无法修复，每年因个别断点而更换整条高压电线带来的资源浪费给矿山带来了沉重的负担。
本装置的设计是通过改进型脉冲反射来检测高压电缆断路位置，可简单、高效的测定出高压线缆的断点位置，因此，只需要将检测出断点的那一小段线缆更换即可，极大的提高了钨矿山井下高压线缆的使用寿命，每年可为矿山节省许多费用，因此市场前景广阔。
本装置的设计，体积小巧，质量轻便，采用分体式结构，由带显示和按键的主机和传感器组成，在传感器上已经将接受的改进型脉冲信号转换成数字信号，因此传输时抗干扰性很强，结合了钨矿山井下潮湿的特性，采用了独特的防尘防潮设计，特别适用于难以作业的矿山井下环境。
1 工作原理
本装置的传感器部件有两个触头T1和T2，一个触头发送调试好的脉冲，另一个触头接受脉冲，并且两个触头的距离刚好相差M+λ/2（为半波长加一段距离），方便消除自身波长干扰。T1开始发送脉冲到高压线缆，处理器ARM9开始计数N和计时S，当T2接受到第一个反馈回的脉冲波时为线缆的第一断点反射回来的波形，处理器停止计数，根据波长λ，计数N和计时S的关系，以及该种脉冲在高压线缆传播的速度V的关系，处理可根据公式和误差补偿算法得出断点的准确位置，并且在快速的情况下，连续测量10～20次，取平均值，此时显示屏上显示的值将非常精确，相对误差极小。
2 硬件构成
该装置的硬件示意图如图1所示，分成了输入和输出单元两种主要单元，输入单元包括电源、脉冲接收传感器单元、按键单元等、输出单元包括了带高亮显示的OCLD单元、存储单元、打印数据单元、脉冲发送传感器单元等组成。
脉冲输入输出单元进ARM9处理器之前，有一个模数转换过程，既将发送和接收的脉冲波快速处理，并送至处理器计数，同时隔一段时间储存一次，防止数据丢失，按键可选择不同类型的电缆和测试方式，经过测试后，处理器ARM9会将最后测试的结果送至高亮的OLCD显示器上显示，即使在黑暗的井下巷道也能看的很清楚，线缆一般标有距离，根据初始距离加上显示的距离，即可非常高效，方便的找到高压线缆的断点。
3 软件组成
本装置的软件主要有主处理程序和中断子程序构成。
如图2所示的软件流程，先初始化，然后开中断，再开始执行主程序，发射特定脉冲，同时计数、计时，接收到返回脉冲后跳入中断程序处理结果，同时处理程序将取多次平均值，以减小误差。
结语
经过研制后，在某钨矿山井下做了多次现场工业试验和模拟测试，经过对比，发现本装置测试的结果和实际的位置误差不超过0.5m，应用效果良好。
