故障检测与诊断范文1
【关键词】数字电路;故障;排查与诊断;分析
1.数字电路出现故障的常见的原因
数字电路是处理和变化这些离散信号的电路，工作原理主要是应用两个元器件来表示离散信号，其中的每一个元器件的参数值都有很大的差异，所以在实际的应用的时候，数字电路虽然能够发挥很强大的功能，但是数字电路出现故障的状况是一件十分常见的事情，下文详细的介绍数字电路出新故障的原因。
1.1 数字电路元件出现老化造成故障
任何东西在长时间的使用之后都会出现或多或少的损坏，其中数字电路中使用的材料都是金属材质，在长期的使用过程中，电路元件变得老化，电路材料参数性能也逐渐的下降，使得数字电路受到天气以及温度等状况影响变大，非常容易造成数字电路出现故障。
1.2 数字电路元器件出现接触不良的状况造成故障
数字电路由于接触不良而出现故障是最常见的问题，造成数字电路接触不良的原因是多种多样的，数字电路在日常生活中的使用经常会出现非专业人士保管不善，或者是电器的外壳损坏导致数字电路的元件长时间的暴露在空气之中，造成数字电路出现进水或者是电器内部的焊点被氧化的状况，这些问题的出现都会导致数字电路出现故障。
1.3 数字电路设备所处的工作环节不稳定造成了故障
数字电路的安全使用是需要一定的环节条件的，但是在实际的应用中，电路设备的使用环境并不是十分的完美，数字电路所处的工作环境时常达不到设备工作的状态，例如实际的温度、磁场的改变等等，这些因素都会导致数字电路发生故障，导致数字电路不能正常的工作。
1.4 数字电路内的元件过了使用期造成故障
数字电路内部的电路元器件都存在着保质期的，关于保质期的常识并不是所有的数字电路的使用者都了解的，所以造成故障也比较常见。数字电路内的元器件只有在规定的年限内才能发挥出最佳的效果，倘若元器件过了使用期限，数字电路内部会出现超负荷的状况，元器件也会出现老化、性能降低等现象，导致数字电路故障的发生率增加。
2.数字电路故障检测与诊断的方法
2.1 采取有效的方法将故障检测的过程与诊断这两个过程分开
在对数字电路进行故障检测之前，应当先对数字电路常见的故障的特征进行了解，在对其中一些基本特征进行对比之后，可以尽可能的缩小数字电路故障排查的范围，当然在初步对比故障的基本特征之后并不能武断的确认数字电路的故障，而是要进一步的进行诊断，使得这两个过程能够有效的隔离。使用逻辑检测与诊断对数字电路中出现的故障进行初步的确认。例如：当数字电路的信号消失之后，可以借助检测探头在电路的连接点上进行检测与诊断，也可以在发现数字信号之后能够使用脉冲存储器进行存储，可以有效的缩小数字电路的护长范围。
2.2 使用分块测试法对数字电路进行诊断
目前对于数字电路中出现的故障检测方法中最常使用的方法就是直接观察法，使用直接观察法进行故障检测，故障检测的准确率有所下降，对于故障的排查以及处理的效率很低，所以采用分块检测法是代替直接观测法最有效的方法。使用分块测试诊断法的时候，应当对数字电路的设计结构有一个初步的了解，并根据电路的实际情况，将电路分为若干个独立的电路，分别进行通电测试，通过观测结果对数字电路的故障状况进行分析，之后便可以提出具有针对性的数字电路的故障的解决方法，能够有效地提高数字电路故障检测与诊断的效率，在复杂的数字电路的故障检测与诊断中应用也十分的广泛。
2.3 使用电阻检测诊断的方法进行诊断
在日常的使用中，数字电路一旦出现任何的异状的时候，首先需要做的就是要切断电源，之后进行短路与否的检验，这时候最常使用的方法就是使用电阻检测诊断法。电阻检测法能够有效的检测出数字电路底板内部和电路连接之间是否有接触不良或短路的状况，在使用此方法的时候操作过程非常的简单，即便不是专业的电路维修人员也能够轻松的完成数字电路故障检测的事情。使用电阻检测法的时候，一定要注意的就是用电安全，在切断电源的基础上进行检测装置的设计安装，之后再一一进行故障检测。
2.4 使用波形检测方法进行故障检测
波形检测诊断方法对数字电路进行故障的检测以及诊断对于检测人员的专业素养要求很高，要求维修人员能够熟练的掌握电路维修的相关的理论知识和拥有一定的实际操作经验，熟练地使用示波器观察电路故障检测过程中所反映出的波形，也就是数字电路故障检测过程中在示波器上显示的数字电路板的各级输出波形的状况，观察示波器上所出现的波形是否表现正常，在这样的过程中得到的数字电路故障检测的结果更加的具有科学性以及具有说服力，在使用波形检测诊断法进行数字电路故障检测的时候，数字电路内多数是脉冲电路，由于脉冲电路的复杂程度，其他的检测方法并不是十分的准确与科学，所以波形检测诊断法形成的检测结果更加的准确，在进行故障检测的过程中对于维修人员的安全保障性能也是最强的，不仅提高了数字电路故障检测与诊断的效率，也有助于制定数字电路维修策略，制定的策略也更加的具有针对性。
3.总结
当今时代科学技术飞速的发展，对于数字电路的研究的投入也变得更大，数字电路在生活中的使用也变得更加的普遍，但是数字电路的使用出现的问题也困扰着现代人，所以为了更好地使用数字电路，提高使用效率，就一定要选择有效的方法对于数字电路中出现的故障进行检测与诊断，因此应当针对数字电路产生的原因进行研究，并且积极地进行故障检测的技术，使得数字电路的使用能够更加顺时代的发展，使得数字电路能够为现代人们的生活提供更多的便捷服务。
参考文献
[1]郭希维，苏群星，谷宏强.数字电视测试中的关键技术研究[J].科学技术与工程，2008.
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关键词：状态监测；状态检修；故障诊断
一、电力系统状态监测的意义
第一、进行设备运行的历史档案的建立，从而使设备运行中所发生的情况中出现的资料和数据得到积累，以备后用。
第二、判断设备运行状态的正常与否，并对设备故障的性质和程度进行判断。判断的主要依据为以前所建立的历史档案，包括设备运行状态的等级、从前出现此种故障的过程中显示的特征等。
第三、为了能够在实施状态检修时为检修工作提供必要的依据，必须评估设备的运行状态，同时分析这些状态，分类评估，从而形成一定的评估标准。状态检测的评估的主要内容包括：评估设备运行状态、估计这杯异常状态、预测设备故障状态的未来变化。将这些内容都纳入评估的体系之中主要为提供一定的条件来进行评估，从而不断地健全、完善评估监测。
综上所述，设备的运行资料可以在状态监测过程中不断的被积累、完善、健全，突破了过去的管理体制的束缚，并对管理体制进行了完善。因而，笔者认为，在现代电力系统设备管理中，状态监测系统有着不可忽视的作用。
二、状态监测的关键技术的研究
第一、在信号采集方面
所谓电力设备的在线监测系统，其功能是持续地对设备的状态进行检查和判断，并对设备状态的发展趋势进行预测；系统运行的时间为设备的使用期，也就是说，只要设备还在进行使用就必须对其进行监测。
诊断对象的状态信息的获取是设备运行状态量反映设备运行情况中首要完成的任务，信息的内容除了包括电力设备的电压、电流、频率、局部放电量外，还包括磁力线的密度情况以及正常信号和故障信号。通常，信号的采集方法会随着表征设备状态量的信号的特性的不同而改变。信号采样主要有以下几种方法：
1、每次所采集的信号的样本的长度为处理一个足够数据所需要的长度，我们将这种采样称为一次性采样。
2、采样的时间为事先规定的好的，且采样频率为一个整定的周期，简单地说就是定时采样。
3、自动采样，采样发生的时间为随机的，采样以故障时信号突变为手段。
4、特殊采样，采样方式根据所诊断的故障的要求不同而不同，例如转速跟踪采样、峰值采样等。
第二、数据传送
信号处理系统通常距监测设备较远，因此，数据在传输过程中易受干扰、易损失及相移（受环境因素影响较大），需先对数据进行模数转换、预处理和压缩打包，再经通信路径传输到处理控制中心。通信设备现已广泛应用于电力领域，光纤传输数字信号可较好地抑制干扰，保证信号质量。
第三、数据处理
工控数据处理中心收到通信线路传输来的状态量数据包后，利用各种不同数学方法对数据解包处理。例如，频谱分析将时域连续时间信号转变为频域不同频率信号进行分析；在时域中由2个信号之间相关性采用相关分析搜索另一个信号的处理数据；小波分析；神经网络；人工智能。数字信息技术和智能技术应用到电力设备监测系统的数据处理使电力设备在线监测更加实时准确。
三、故障诊断的建议
第一、利用多传感技术和信息融合处理技术诊断某种故障不同的故障表象。多传感技术利用多个传感器从多侧面、多角度观测同一对象，即针对同一故障的多种故障表征，多层次多领域（时域、空间域、频域）采集不同的特征量，选择故障反映灵敏度高的状态信息量，从而较全面的分析诊断故障。
信息融合技术是将来自多传感器的数据按照一定的准则加以分析和综合的数据处理过程。因同一设备故障在不同特征空间的不同反映之间存在着内在的关联关系，利用融合技术“求同去异”可提高电力设备状态检测和故障诊断的准确性。但信息融合基本理论尚不完善，该诊断方法还有待研究。
第二、基于特征空间矢量的故障诊断方法，可通过对故障误差的学习实时修正故障特征量。这种诊断方法具有一定的自适应能力，适合于具有不确定性和慢时变性的复杂对象的故障诊断。其实质是将每次的故障征兆矢量作为原先验征兆矢量集中的一个新的先验征兆矢量，并根据自适应算法修正故障特征矢量。故障先验征兆矢量不确定时，则需要人工判断第一次故障。
第三、针对电力设备的固有特性以及在线监测状态信息量不足导致的不确定性，可考虑采用模糊理论中的最大隶属度原则诊断故障原因，判断故障类型，将状态信号与模糊数学方法结合起来分析故障的随机性和模糊性问题。
除了上述方法外，还可以结合人工智能、专家系统、神经网络等方法诊断故障。
结语
在最近十年的电力系统的发展过程中，设备的状态监测技术和故障诊断技术作为一个新技术，持续着突飞猛进的发展趋势。无论是从发展前景方面看还是从应用前景方面看，都呈现着良好的发展势头。虽然，在我国这两个技术的发展的时间也持续了相当一段时间，并且已经有各种检测装置投入生产和使用的过程中，然而，还没有普及对状态监测和故障诊断技术的使用，并且无论在技术的认识方面还是使用过程中都存在着一些不可忽视的问题。我们应该继续大力探索研究这项技术，提高电力系统的稳定性和效率。
参考文献：
[1] 薛善成,朱杰. 电力系统的状态监测与故障诊断技术探讨[J]. 现代经济信息, 2009, (21).
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【关键词】电力变压器在线监测 故障诊断
[Abstract] the power transformer is one of the most important equipments for power transmission and distribution network, to ensure the safe operation of power system has play a decisive role effect. Due to the power transformer design and manufacture quality and operation and so on many aspects, m alignant accidents and faults have occurred, seriously affecting the safe operation of power grid. In this paper, based on the author's practical experience, discusses the fault detection and diagnosis of power transformer.
[keyword] power transformer online monitoring and fault diagnosis
中图分类号：TM41 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一，它一旦发生事故，则所需的修复时间较长，造成的影响也比较严重。随着我国电力工业的迅速发展，电网规模不断扩大，电力变压器的单机容量和安装容量随之不断增加，电压等级也在不断地提高。一般而言，容量越大，电压等级越高，变压器故障造成的损失也就越大。近年来，电力变压器虽然由于材料的改进、设计方法和制造技术的提高，运行可靠率有所提高，但仍会发生料想不到的事故。
一、变压器故障运行时的特征
电力变压器在运行中发生故障时，除油中气体成分和电气参数发生变化外，一般常伴有某些部位的外表颜色、气味、声音、温度、油位等的变化，结合这些变化对分析与综合诊断变压器的故障部位性质、程度、趋势和严重性等起到一定的作用。
1、外观异常
(l)防爆筒薄膜龟裂破损。当油枕呼吸器发生堵塞，变压器不能进行正常的呼吸，会使得油枕上方空气压力变化，引起防爆筒薄膜破损，防爆管失去作用，水和潮气进入变压器内使绝缘受潮。
(2)套管闪络放电。套管闪络放电会造成发热、老化、引起短路甚至爆炸。
(3)渗漏油。渗漏油是变压器常见的问题。渗漏油的主要部位为大盖与本体结合部、放油门、散热器间阀接口、气体继电器及套管基座等处。
2、颜色、气味异常
变压器的许多故障都伴随有过热现象，使某些部件局部过热，引起有关部件颜色变化或产生特殊焦臭气味等。
(l)线卡处过热引起异常。套管与设备卡线连接部位螺丝松动、接触面氧化严重等使接头过热、颜色变暗并失去光泽。套管污秽严重或有损伤引起异常。套管污秽严重有损伤而发生闪络放电会产生一种特殊焦臭气味。
(2)呼吸器硅胶变色。呼吸器的硅胶一般为变色硅胶或掺有变色硅胶的无色硅胶，其目的是便于运行人员监视。硅胶的作用是吸附进入变压器油枕中的潮气，以免变压器绝缘受潮。正常情况下变色硅胶应呈浅蓝色，若变为粉红色说明已经失效。
(3)变压器气体继电器内有气体。正常情况下，变压器气体继电器内充满了变压器油。若气体继电器内有瓦斯气体，会造成轻瓦斯保护动作，严重时则会造成重瓦斯跳间。
3、声响异常
变压器故障运行时，从运行中声音的变化可发现与正常运行时有明显差异。变压器是静态运行的电力设备，正常运行时在交流电磁场的作用下，变压器器身会发出轻微连续的“嗡嗡”声，常被称为交流电磁声，简称交流声。正常运行中变压器发出的“嗡嗡”声是连续均匀的，如果产生的声音不均匀拥特殊的响声，应视为不正常现象。
4、温度异常
(l)内部故障引起温度异常。变压器内部故障，如绕组匝间或相间短路、裸金属过热、铁心多点接地、涡流增大等，都会引起变压器温度异常。
(2)散热器阀门不通引起温度异常。新安装或大修后变压器散热器阀门如忘记打开，使变压器油不能正常循环散热，也会引起温度升高。
(3)呼吸器堵塞或严重漏油引起温度异常。变压器呼吸器堵塞或油量严重不足也会影响其散热效果，导致温度升高。
5、油位异常
变压器储油柜的油位表或油位计温度刻度，是标志变压器不同油温时的油面标志，根据标志可以判断是否需要加油或放油，运行中变压器温度的变化会使油体积变化，从而引起油位的上下位移。
二、电力变压器常规在线监测的方法
1、变压器绕组变形在线监测
变压器绕组变形(如轴向、径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等)是由于绕组经受了轴向、幅向力的作用以及强大的短路力作用。常规的吊罩检查只能看到高压绕组的状况，而在高压绕组内部的中、低压绕组所发生的形变根本无法看到。变压器绕组在线监测的基本原理是根据变压器绕组的短路电抗值的变化进行变形与否的监测和判断。因为绕组的短路电抗值与绕组的变形程度、几何尺寸以及位置变化密切相关，即短路电抗直接取决于绕组的几何结构。在工频电压不变的情况下，短路阻抗及阻抗中的电感分量与变压器绕组的几何形状及位移相关。通过理论研究和实际测试，实时监测绕组短路电抗的变化对在线监测变压器绕组变形具有很好的实效性。
2、变压器局部放电在线监测
变压器局部放电是反映高压电气设备状态的一个重要标志。因为很多故障均产生局部放电。一般情况下，如果变压器油中发现了特征气体则表明其内部已经存在比较严重的局部放电。局部放电能有效反映变压器内部的绝缘状况。变压器局部放电在线监测技术借助先进的传感技术和电子技术，根据超声波原理将高频声学传感器放在油箱外部以便测取局部放电或电弧放电所产生的暂态声音信号。
3、变压器油性能指标在线监测
变压器油性能的在线监测专家系统由数据库、知识库、推理机、知识获取和人机接口等几部分组成。数据库的主要功能是存储并及时提供变压器油质变化的各项指标和历史数据。数据库中的各种指标和信息中还包括对油质的缺陷分析和处理结果，可以为监测维护人员提供详细的油性能数据。知识库用来存储与变压器分析相关的经验和知识。推理机的作用是从数据库中提取数据后再以逻辑方式对油状况进行推理分析。
三、 DGA故障诊断方法
1、油中气体色谱分析法(DGA)的原理
目前变压器几乎都是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料(纸和纸板等)在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体，由于含有不同化学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳定性，所以绝缘油随着故障点温度的升高依次裂解生成烷烃、烯烃和炔烃，每一种烃类气体最大产气率都有一个特定的温度范围，故绝缘油在各不相同的故障性质下产生不同成分、不同含量的烃类气体。由此可见，油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电气设备电气异常的特征量。
2、三比值法
充油电气设备的故障诊断也不能只依赖于油中溶解气体的组分含量，还应取决于气体的相对含量。通过哈斯特的热力学研究结果表明，随着故障点温度的升高，变压器油裂解产生烃类气体按CH4C2 H6C2 H4C2 H2的顺序推移，并且指出低温时H2是由于局部放电的离子碰撞游离所产生的。三比值法的原理是根据充油电气设备内部油气体在故障下裂解产生气体组分含量的相对浓度与温度的相互依赖关系。从5种特征气体中选用两种溶解度和扩散系数相近的气体组分组成三对比值，以不同的编码表示。
结语
本文阐述了电力变压器故障运行时的特征，并分析了电力变压器常规在线监测的方法，此外还分析了DGA故障诊断方法，具有一定的实用价值。进入21世纪电力行业将有更大的发展，电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施，是今后在电力生产中努力和发展的方向。
参考文献：
[1]苑世光，对低压配电变压器常见问题的探讨，黑龙江科技信息，2008，20
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【关键字】工程机械；现场检测；诊断分析
随着科技的不断进步，生产力的不断发展，在建筑行业中越来越多的大型机械设备的使用，很大程度上提高了工作效率。然而，在大型设备使用期间，不可避免的会出现故障，因此，为了在出现故障的早期尽可能的消除引起故障的因素，从而提高设备的使用寿命，在工程机械使用期间，应该注重设备的检测和维修，通过检测和维修，可以降低设备成本以及提高了工作效率，从而可以获取更大的经济效益。工程机械液压系统故障的现场检测与诊断分析技术的不断进步，将会对我国建筑行业的发展起到重要的促进作用。
1 工程机械液压系统故障具有的特征
工程液压系统故障一般分为两个方面，而引起这两种系统故障具有的共同特点为：系统压力不足。一方面为工作装置液压系统故障，工作装置液压系统主要由控制阀、液压泵、液压缸以及液压马达组成，其故障主要表现为回转无力或马达的行走、缩回迟缓和液压缸活塞的伸出。另一方面为液力机械传动系统故障，液力机械传动系统主要由液压泵、动力换挡变速阀变矩器、控制阀和变速器等组成、其故障通常表现为液压离合器接合不良或行走无力。
2 国内外机械液压系统故障监测与诊断前景
从1960年起，主要是对于参数的直接测量判断故障。是液压系统故障诊断刚刚起步阶段。随后二十年期间，以人工智能的诊断方法为基础的液压系统故障诊断得到了快速发展。英国相关技术人员利用多层感知机来进行故障诊断；加拿大科学家开发了驱动卫星天线跟踪进行液压系统故障的诊断；在1997年法国科学家则研发了未知输入观测器；bath大学在1998年开发了动态专家系统并开发了相应的软件；在2003年哥伦比亚学者则通过神经网络非线性识别方法对液压系统建模，开发了故障诊断程序，加拿大科学家实现了液压系统电气环节故障诊断。在这短短的五十几年期间，液压系统故障的诊断技术得到了飞速的发展，为全世界的科技与经济的发展做出了重要的贡献。
我国的液压故障技术在上世纪末才刚刚起步，但是得到了快速的发展。目前工程机械液压传动系统的研究主要集中于北京大学、浙江大学、北京航空航天大学与燕山大学，逐步实现了故障机理和诊断技术，通过深入研究并利用振动信号来进行诊断，再发展利用神经网络、小波分析、专家系统等实现智能诊断。在工程机械液压传动系统故障诊断中常用的方法是基于人工智能与传递函数的故障诊断方法，由于故障与表征原因存在复杂的非线性映衬关系，不能直观地表现出来，给经典的故障诊断带来了极大的困难。
工程机械最重要组成部分是液压系统、行走、承担驱动、作业和控制等功能，由于液压系统的结构相对比较复杂，大部分的工程机械故障都是由于液压系统故障引起的，因此，工程机 械液压系统故障的现场检测与诊断分析技术的探究就显的尤为重要。
工程机械液压系统是由动力装置、辅助装置、控制调节装置以及执行装置组成。行走和执行结构迟缓或无力，液压离合器接触不良的故障表现是由元件或者系统失效而导致的，引起这种故障表现又是通过液压系统的温度、流量以及液压系统压力而发生变动。
随着科技与知识工程的不断发展，同时，神经网络、虚拟现实以及数据库等技术的发展，实现了故障隔离，远程诊断。液压系统故障诊断技术的发展趋势是液压系统故障诊断智能诊断技术。综合利用人工神经网络方法、故障树分析法、模糊数学方法、原理推测推理法相结合，实现诊断已有故障，同时将可以实现在线监测、预报未知故障。基于此，对于液压系统的智能诊断具有原则简单性、概率性以及效益性。
3 故障的现场检测与诊断
3.1 现场的初步检查与诊断
对照液压系统图分析产生故障初步原因以及部位，根据故障现象查清有关情况，为了避免造成不必要的损失，对于看起来很简单的原因不能忽视，更不能擅自对工程机械进行盲目乱拆。在故障的现场检测和诊断中，可以按照以下步骤进行具体检查。
（1）检查各种滤芯。液压系统的清洁工具是滤油器，在故障诊断时，检查滤油器（滤芯上各种杂质的性状、台滤油器的脏污程度等）可为进一步分析故障提供依据。如一台加腾HD820型挖掘机，在运转了4000h左右后发现整机无力，拆检其液压系统滤油器时，发现滤芯损坏，堵住了回油口，更换滤芯后故障得以排除。
（2）有时，驾驶员对机器故障的因果关系陈述不清，致使故障诊断困难，这时进行必要的现场操作将会显得尤为重要。
（3）首先要做的就是要向驾驶员了解具体情况，为了避免化易为难以及小题大做，要详尽了解故障产生时机器的声音以及状态。对于一台966D装载机变矩器油温过高，在给变速器换完油后发现机器行走无力。通过检查发现，所加传动油号发生了错误而导致的，在弄清楚了引发故障的原因之后，迅速排除了故障，解决了问题 。
（4）对于油量和油质的检查。该项工作看起来简单，但是却经常会被忽视。例如一台其行走机构为液压力传动系统的966D装载机，在修理完液压缸后发现液压油不足，而现场采购的液压油为土法提炼的再生油，续加到油箱后造成了油质的污染，变质起泡，致使机器动作无力，更换液压油后故障得以排除；一台日立EX220-2挖掘机，驾驶员在停工期间已经将变速器油放完。当工地搬迁后其助手开车时，发现机器无法运转，认为出现了大的故障，但是维修人员在现场通过检查油尺和听声音就解决了问题。
如果通过以上的初步检查后仍不能排除故障，则应借助仪器做更为详细的检测。
3.2 液压系统的仪器诊断
（1）电脑诊断
随着机电液一体化在工程机械上的广泛应用，单一的压力测试已不能满足现场检测的需要，现在越来越多的进口工程机械，其故障诊断要借助专门的检测电脑来完成，检测电脑所测数据丰富、体积小且携带方便。
（2）系统压力诊断
在一般的现场检测中，由于流量的检测比较困难，加之液压系统的故障往往又都表现为压力不足，因此在现场检测中，更多地是采用检测系统压力的方法。如，一台EX220-5挖掘机，运转3000h后发现行走跑偏，检测行走系统压力发现，左边为32MPa，右边只有26MPa，后调整右行走安全阀压力，故障得以排除。
（3）其它诊断方法
现场维修中常采用不用仪器的对换诊断方法，这种方法常在不同型号机器进行整体测试时使用，即若现场无检测仪器或被查元件比较精必而不宜拆开时，可换上其它同型号机器上元件在进行检查，即能快速地诊断出有否故障。
4 总结
通过本文对工程机械液压系统故障的现场检测与诊断分析进行了深入的探析，显示了故障检测和诊断对工程机械正常工作的重要性，对工作效率的提高，成本的降低都起得了很大的作用；同时，对建筑行业的发展也起到了促进作用。
参考文献：
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【关键词】旋转机械 振动诊断 故障诊断 状态检测 齿轮
【Abstract】the running state of the rotating machinery is related to the performance of the whole machine. In this paper， the causes of the failure of rotating machinery are described， the characteristics of different types of fault vibration signals are analyzed， and the principle and operation steps of vibration diagnosis technology are discussed. Finally， the vibration fault diagnosis of a numerical control machine tool is tested. The results show that the method has certain reliability.
【Key words】rotating machineryvibration diagnosisfault diagnosiscondition detectiongear
旋转机械如发电机、压缩机、齿轮、轴承等，在各行业均有广泛应用，是各领域的关键机械设备或机械设备的关键部件。随着科技的快速发展，旋转设备朝着大型化和复杂化方向发展，一旦发生故障，损失十分严重。旋转设备通过旋转运动实现其功能，在旋转过程中会出现一些小故障，这些故障可能会引发连锁反应，进而导致整个设备发生大故障[1，2]。旋转机械在运行过程中伴有振动，当发生故障时，振动信号也会出现异常，所以对旋转机械的振动信号进行监测，能够对设备运行状态进行预测和对故障进行诊断，这有着重要的现实意义和经济价值。
1 旋转机械故障类型及振动信号特点
旋转机械因其运行特点，引起故障主要有三种原因：不平衡，不对中和因转子受损出现动静碰擦[3]。不同故障类型产生的振动信号也不相同，分析不同故障的振动信号特点，是旋转机械故障的前提。
1.1 不平衡
转型机制运行过程中，转子不平衡是普遍存在的问题。因离心惯性力存在周期性，从而对转子的激励作用力不同，就使得其难以平稳旋转。当产生此类故障时，转子的轴心轨迹呈椭圆形；振动信号的原始时间波形一般呈正弦波形；在频谱图中，基频所占比重很大，其他倍频占比重很小，谐波能量主要集中在基频。
1.2 不对中
复杂旋转机械中，往往一系列转轴，如果出现轴系对中不良，将会使各轴承的相对位置、轴系的工作状态等都发生改变，同时还会引起轴系固有振动频率的改变。当发生此类故障时，振动信号的原始时间波形会从常规的正弦波发生畸变；ω为机械的旋转频率，频谱图中常以1ω和2ω为主，故障程度越严重，2ω所占的比例就愈大，通常会超过1ω的比例；轴向振动的频谱图中，1ω幅值较大，并且振幅和相位通常较稳定。
1.3 动静碰摩
转子旋转过程中可能会局部受损，出现局部动静碰摩，并引起不规则振动，进而造成受损程度加重，导致全周动静碰摩，最终将导致机械损坏。出现此故障时，振动信号的原始时间波形也将从正弦波发生畸变；轻度局部动静碰擦时，频谱中以基频成分的幅值为主，第2、第3阶谐波幅值所占比例不高，且第2阶谐波幅值大于第3阶谐波幅值；一旦出现全周动静碰擦时，转子振动会带有亚异步成分，多为1阶固有频率，高阶谐波消失[4]。
2 旋转机械的振动诊断技术
振动诊断技术广泛应用在机械设备的状态监测和故障诊断方面，尤其对于旋转机械。振动诊断具有不停机或不解体的情况下能够实现对设备状态的监测和诊断、技术比较成熟、诊断比较准确等特点[5]。
2.1 振动诊断原理
因振动信号具有普遍性，机械设备在正常运行时振动的特征值具有一定的周期性和规律性，时域波形和频域波形都在一定范围内。当机械设备运行存在隐患或出现故障时，振动信号也会出现相应变化，通过对振动信号的监测、分析，能够判断隐患和故障的类型与程度，为制定检修方案提供可靠的依据。其常用的分析方法有：时域波形分析和频域波形分析两种[6]。
时域波形分析主要考察振动信号的时间历程，根据时域波形特征值，尤其是歪度和峭度的变化情况，对其周期性和随机性给出定性评价，从而评估出设备所处的状态，该法能够判断出90%的故障特征；频域波形分析，时域信号经傅里叶变换，将其简化为有限或无限个频率的简谐分量，在按照频率高低对各次谐波进行排列，通过观察新增的频率成分和原有频率幅值的增长情况，来判断机械设备的故障位置和程度。
2.2 诊断流程
振动诊断技术在故障诊断时，一般采取的步骤为：（1）分析机械设备易出故障的部位，确定出诊断范围并选择合理测量位置；（2）选择诊断方法，并根据所选的方法确定需要的振动传感器，如简易诊断，只需采用振动计和振动测量仪等简单仪器；（3）振动信号数据采集，开启各个传感器对机械设备的振动信号进行数据采集和存储；（4）振动信号分析，常用的分析方法有时域分析法、频域分析法、时频域分析法；（5）做出判断，将采集到的振动信号数据与正常运行时特征值进行对比分析，从而对设备存在的隐患和故障进行判断，并给出相应的维护意见。
3 旋转机械故障诊断实例
齿轮是旋转机械的重要部件，也是易发生故障的部位。本节以齿轮为例，采用振动诊断技术对其监测和诊断。
3.1 齿轮故障特点与诊断方法
当齿轮发生故障时，振动信号频率、幅值等参数都会出现异常，如上表所示，不同类型故障所对应的振动信号也不相同，尤其是边频带会增多，对各种故障边频特征进行分析，能更好地识别齿轮故障。将有效故障特征进行整合，形成故障诊断的专家知识库，专家知识库有助于提高故障诊断的自动化和智能化水平。同时再结合专业检修人员对现场采集信号的分析，能够及时、准确地对故障隐患进行预警和对已发故障进行定位和判断。
3.2 齿轮特征频率
以数控机床的主传动系统，其振动强度有增大趋势，振动烈度也有一定异常，对其进行故障诊断。该系统由两级传动构成：Ⅰ轴――Ⅱ轴――Ⅲ轴（主轴），其特征频率为：主轴额定转速为700r/min、频率为11.7Hz时，Ⅱ轴的转速为2310r/min、频率为38.5Hz，Ⅰ轴的转速为4270r/min，频率为71.2Hz；Ⅰ轴和Ⅱ轴的啮合频率为2348Hz，Ⅱ轴和Ⅲ轴的啮合频率为711Hz。
3.3 振动诊断
通过齿轮上振动信号传感器传出的数据，生成1#测试点的加速度时域波形图，见图1（a）。由图可知，该时域波形出现了明显的衰减脉冲信号，图中1、2、3点，发现时间间隔约为26ms，换算成频率约为38.5Hz，为Ⅱ轴和Ⅲ轴传动系统中齿数为20的小齿轮的旋转频率。图1（b）是其频谱图，从图中可以看出点3处有频率约为1420Hz的峰，是Ⅱ轴和Ⅲ轴啮合频率的二倍频，两边且有分布均匀的变频带，且间隔与齿数为20的小齿轮旋转频率38.5Hz一致。由此，可以判断Ⅱ轴上齿数为20的小齿轮上应有较严重的缺陷。经拆机检修，发现该齿轮已出现严重磨损和缺陷，无法继续使用，振动诊断结果与拆机检修结果一致。更换齿轮后，再次测试振动信号，无异常出现。这表明振动诊断技术，对故障诊断具有一定的可靠性。
结语
旋转机械是各行业机械设备中的关键部位，其运行状态直接影响着整个设备的性能，因此对其状态检测和故障诊断具有重要意义。旋转机械主要因不平衡、不对中和动静碰擦等几种原因发生故障，不同类型的故障伴随有不同特征的振动信号；振动诊断是通过采集旋转机械的振动信号，再用时域分析法、频域分析法、时频域分析法等方法对振动信号进行对比、分析，从而判断出其运行状态和对故障进行诊断；以某数控机床上齿轮箱为例，实例验证了振动诊断技术在对旋转机械状态检测和故障诊断上的可靠性。
参考文献
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故障检测与诊断范文6
关键词：矿山机电设备；故障检测；应用
0 引言
现阶段，我国大多数的矿山设备所采用的维修方法以及设施，通常应用计划经济体制模式，和国外发达的国家相比，差异较大，其中部分模式已无法适应当前市场经济的需要。而在矿山机电设备维修应用故障检测诊断技术，不仅结合我国的国情，还吸收了先进技术及经验，有效提高矿山的生产管理水平，改变传统的维修体制，以便适应当前市场经济的体制。
1 故障诊断检测技术
1.1 故障检测诊断技术定义
故障检测诊断技术主要是包括故障检测和故障诊断，以现阶段的实践领域和学界理论的通说，统称为故障检测机诊断。设备工作运行正常主要是指设备能按自身功能特征，正常运转，和设备该有效能相符合。而设备的异常运转，是指其在运转的过程中出现问题，且影响到其它零件的正常运转，造成难以满足生产的发展需求。设备出现瑕疵，故障指油耗等，导致设备性能丧失，无法继续工作。故障检测诊断技术就是以设备的工作状态信号变化，进行准确定位，精确发现存在的问题，且快速处理相关问题，以确保设备的安全运行。
1.2 故障检测诊断技术特点分析
随着现阶段设备维修理论、检查技术理论等的快速发展，故障检测诊断技术也得到不断发展，其主要有如下三个特点：（1）目的性较强。诊断目的明确，能快速对运行中的设备进行故障定位和分析，且在这样的基础上制定出行之有效的维修方案，进而保障设备的正常运行。（2）复合型技术。诊断维修均涉及到动力学和物理学等多种学科的领域，主要包括液压器操作、机械制造等的原理与应用等相关专业的知识。由此可见，故障检测诊断技术涉及到各种学科知识，知识面广且经验丰富。（3）理论化向实践转化。所有的诊断方法及维修技术均根据时间来定，处理原理及结果可直接转化为实践，并用于实际操作。
2 故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用
2.1 矿井提升机检测与故障诊断
提升机是矿井生产、运输的基础设备之一，在矿山生产中的地位及其重要，它担负着提升原煤、矸石，下放相关材料、升降人员等任务。提升机的运行是否安全，直接关系到的一个煤矿能否正常运作，关系到煤矿工作人员的生命安全，其重要性不容忽视。有学者提出矿井提升机故障有“软故障”和“硬故障”之分。文章以下将对“软故障”和“硬故障”进行定位分析。“软故障”涉及到工况参数，实践中需要对工况参数进行测量，对相关数据进行分析和处理才可以得出。“硬故障”是指由一些特定的参数超限表现的故障“，硬故障”的出现往往以“软故障”为前提，从这一点定位来看，对“软故障”的及时预诊和定位检修极为重要。由于该项基础设备关系到矿山运作的安全，属于重要基础性设备之一，为了确保这一领域的安全性，我们国家许多科研机构和科研人员都进行了大量的研发工作，如中国矿业大学研制的KJ46型矿井提升机状态监护系统、ASCC型全数字提升机控制系统等都包含了故障诊断技术的功能，取得了比较好的效果。
文章在实际的工作过程中发现，矿井双筒提升机松绳现象经常发生，一旦发生事故将会带来不可估量的损害。文章在研究以前成果的基础上，认为可以用一种简单实用的松绳检测装置来解决该问题。该装置主要由单片机和霍尔传感器组成，在提升机每个天轮一侧安装一周小磁钢，并在适当位置安装霍尔传感器检测两天轮的转速，在正常运行（即无松绳）时，两天轮的转速相同，则两个传感器输出的计数脉冲个数基本相同，该装置内单片机计算出的两天轮的行程差几乎为零；当钢丝绳出现松绳现象时，两天轮的行程不同，该装置可计算出两天轮之间的行程差，当行程差达到预报警值时发出松绳报警信号；当行程差达到保护值时，该检测装置发出控制信号，使提升机及时刹车，起到保护作用。
2.2 采煤机工况检测和故障诊断
与国外先进采煤机相比，国产采煤机的整机水平还是比较低的，与国外先进水平存在着极大差距。譬如检测范围狭窄、检测参数满足不了需要，对故障检测的功能基本上是缺失的。为了从根本上改变国产采煤机检测水平低的落后状况，原煤炭部将“电牵引采煤机工况检测及故障诊断系统”的研制列入了“九五”重点科技攻关计划。该故障检测诊断系统主要有：（1）左、右摇臂检测单元；（2）机身检测单元；（3）高压控制箱检测单元；（4）变频器通信单元；（5）工况检测及故障诊断单元（6）检测152.4mm 显示单元。目前来看已经取得显著的效果，在此领域获得较大突破，有望彻底解决这一难题。
2.3 通风机的检测诊断技术
文章通过研究相关产品， 发现目前用于通风机故障检测诊断的产品寥寥无几， 比较典型装置是江西煤炭工业研究所研制的KFCA型通风机集中检测仪、煤炭科学总院重庆分院研制的FJZ 型矿井主风机在线监测与故障诊断仪。其主要特点是：16位中央处理器、丰富高效的指令系统、四通道10位A/D转换器、高速输入/输出接口、8个中断源、两个16位定时器、16位监视定时器和具有多用途的接口。由于通风机的检测诊断技术在国内的研究较少，可以借鉴的东西不多，文章希望通过自己的研究可以起到抛砖引玉的作用，尽快促进该问题的解决。
2.4 矿用高压异步电动机的检测及诊断技术
矿用高压异步电动机在矿山生产中的地位也及其重要，一旦发生故障，不仅仅会给煤矿带来较大的经济损失， 还会影响到煤矿正常的生产运营。现代信号处理技术和人工智能技术的出现和应用使得异步电动机的故障诊断变得较为得心应手，取得了较好的效果。通说认为异步电动机故障检测与诊断方法主要有：①局部放电检测；②电流高次谐波检测；③磁通检测。
3 结语
除以上所述内容外，文章认为故障检测诊断技术在矿山机电设备中的应用还需要对机工、电工和相关领域的工作人员做渗透培训，提高安全生产意识和应急能力。为了适应扩大化的生产，同时要重视技术的革新、改造，建立和完善的矿山机电设备的故障检测诊断机制，完善相关制度，责任到人。只有这样才可以保证矿山设备正常、高效、安全的运行，推进我国经济的高速发展。■
参考文献
