【摘 要】：本文首先介紹了電氣設(shè)備檢測與故障診斷系統(tǒng)的組成，以及目前信號處理技術(shù)在電氣設(shè)備檢測中的應(yīng)用狀況，在此基礎(chǔ)上分析了電氣設(shè)備檢側(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，總結(jié)出信號數(shù)字化在電氣檢測技術(shù)發(fā)展中的作用。希望本文的研究能夠為電氣設(shè)備檢測技術(shù)的研究提供借鑒之據(jù)。

　　【關(guān)鍵詞】：電氣設(shè)備檢測,信號處理,信號數(shù)字化,電子技術(shù)論文

　　隨著我國工業(yè)企業(yè)事業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的電氣設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。同樣帶給我們的問題就是，基于因特網(wǎng)的電氣設(shè)備故障檢測將成為現(xiàn)實，將設(shè)備診斷技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對設(shè)備故障的早期診斷和及時維修。電子技術(shù)論文發(fā)表期刊《電子世界》雜志遍及全國30個省、市、自治區(qū)，全方位推崇E時代大眾電子科學(xué)意識，傳播電子與信息領(lǐng)域的新知識，新技術(shù)以及最新科研成果和技術(shù)進展，不僅包括各電子領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者、各大專院校師生、研究機構(gòu)資深人士，還有政府、行業(yè)主管部門領(lǐng)導(dǎo)及電子行業(yè)的企業(yè)家，因其學(xué)術(shù)性、權(quán)威性、系統(tǒng)性、前瞻性而廣受業(yè)界人士關(guān)注。

　　在電氣設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用的今天，電氣設(shè)備的檢測和故障診斷顯的尤為重要。如何快速有效的對電氣設(shè)備進行及時檢測，成文了我們亟待解決的問題。

　　一、電氣設(shè)備檢測與故障診斷系統(tǒng)的組成

　　電氣設(shè)備檢測與故障診斷包括以下基本過程：信號檢測、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、診斷。基本過程通過各種傳感器(如光、電、溫度、振動、流量、化學(xué)等)檢測出設(shè)備的狀態(tài)信號，并使其可被傳輸，轉(zhuǎn)換，采集，處理。然后由數(shù)據(jù)采集單元采集并存儲于存儲器中。傳送載體可以是電纜或光纜，為了其提高抗干擾能力，多采用光纜或采用數(shù)字信號傳輸。數(shù)據(jù)采集可以采用三種方式：采集信號波形，采集信號峰值或記錄峰值超過閥值的脈沖。進行數(shù)據(jù)處理時，主要為抑制干擾，保留或增強有用信號，提煉信號特征。依據(jù)所得的特征信號，采用各種診斷方法，如模糊邏輯，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專家系統(tǒng)等得出診斷結(jié)果。

　　二、信號處理技術(shù)在電氣設(shè)備檢測中的應(yīng)用

　　通過信號處理，能夠抑止干擾、保留或增加有用的信號，提煉信號特征，從中獲得與故障相關(guān)地征兆，利用征兆進行故障診斷。時域分析、快速傅立葉變換頻域分析、小波分析、小波包分析等信號處理提取技術(shù)的發(fā)展為電氣設(shè)備的檢測診斷提供了前提條件。

　　利用小波變換的多分辨率性質(zhì)，基于信號和隨機噪聲在小波變換域中不同的模極大值系數(shù)特征，提取信號和噪聲在多尺度分辨空間中的波形特征，而且根據(jù)表征該特征的小波系數(shù)模極大值傳播特性的不同，來實現(xiàn)對信號波形的有效檢測。小波分析能準(zhǔn)確的反映故障發(fā)生的時間、位置等信息，并能對電氣設(shè)備進行實時有效的狀態(tài)檢測和故障診斷。

　　三、電氣設(shè)備檢側(cè)技術(shù)的發(fā)展方向 電氣設(shè)備檢測的信息融合技術(shù)發(fā)展

　　在電氣設(shè)備檢測中引入多傳感器與數(shù)字化信息融合技術(shù)，首先是可以拓寬信息來源渠道，其次是可以改善信息處理的質(zhì)量，提高診斷的準(zhǔn)確性，以便對設(shè)備的運行狀態(tài)有整體的、全面的了解。這種技術(shù)最大的優(yōu)點是能夠提高測量抗干擾的能力，因為不同的傳感器對干擾的反映靈敏度不同，盡管在某些傳感器中可能存在比較強的干擾信號，但是當(dāng)與其他對電磁干擾反映不靈敏的傳感器信息進行融合之后，就可以剔除其中所包含的干擾信號分量。

　　2、基于虛擬信號技術(shù)的發(fā)展

　　虛擬儀器技術(shù)是當(dāng)前測試與控制領(lǐng)域技術(shù)的研究熱點，它是以計算機及網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以軟件為核心的自然科學(xué)信息測試、分析、存儲、傳輸與控制系統(tǒng)。通過虛擬技術(shù)，系統(tǒng)的界面更加形象逼真，具有良好的可視性和交互性，可以明了的表現(xiàn)電氣系統(tǒng)的狀態(tài)。

　　3、基于人工智能的信號數(shù)字化檢測系統(tǒng)開發(fā)

　　所謂的人工智能是以模型化的計算機來代替人的思維方式解決問題的一種方法。專家系統(tǒng)實際上是人工智能計算機程序系統(tǒng)，通過匯集和管理不同來源的眾多專家知識，用仿人類專家推理過程的計算機模型來解決現(xiàn)實生活中某些復(fù)雜的重要問題，而目前專家系統(tǒng)的問題是缺乏有效的診斷知識表達、不確定性的知識推理及知識獲取困難;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的興起開辟了一條嶄新的途徑，它是由大量處理單元互連而成的網(wǎng)絡(luò)，是在現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)和認(rèn)知科學(xué)對人類信息處理研究成果的基礎(chǔ)上提出的，具有很強的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力、并行能力、容錯能力和魯棒性，從而可以代替復(fù)雜耗時的傳統(tǒng)算法，使信號處理過程更接近人類思維活動;狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中經(jīng)常用模糊的自然語言來說明狀態(tài)的特征，為了準(zhǔn)確有效的判斷具有模糊征兆的狀態(tài)，必須用模糊集合的概念對其是否屬于某個狀態(tài)的原因進行描述，特別對于一些征兆與狀態(tài)之間無法確定的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜的機械系統(tǒng)，只有在獲取系統(tǒng)狀態(tài)的綜合效應(yīng)、積累維修經(jīng)驗和集中專家意見的前提下，用模糊的方法進行狀態(tài)監(jiān)控。

　　4、開放式電氣信號數(shù)字化故障診斷系統(tǒng)

　　開放式電氣信號數(shù)字化故障診斷系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是封閉或半封閉的，其構(gòu)造和輸入都需要設(shè)計人員來修改，而遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的知識庫必須是基于Web數(shù)據(jù)庫的開放式體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計者只需完成一個簡單的系統(tǒng)框架，知識庫的填充是在系統(tǒng)的維護與使用過程中不斷充實的，從而使整個系統(tǒng)具有靈活性，可擴展性。

　　5、基于數(shù)字化的壽命周期成本管理

　　實行狀態(tài)檢測的最終目的就是為了提高經(jīng)濟效益和降低生產(chǎn)成本，當(dāng)電氣設(shè)備運行到一定的年限，設(shè)備的檢修費用可能會高于重新配置設(shè)備的費用，這與狀態(tài)檢測的初衷是相悖的。而基于設(shè)備壽命周期費用管理就是以設(shè)備在整個壽命周期內(nèi)所花費的總費用為評價指標(biāo)，比僅僅根據(jù)檢測診斷、壽命預(yù)測、可靠性分析進行狀態(tài)檢修更加合瑾，更符合所追求的目標(biāo)，基于這種方法的狀態(tài)檢修決策要同時考慮本次檢修和本次檢修對設(shè)備長期運行效率和成本的影響，從而提出更加切合實際的維修、更新措施。

　　通過以上對于電氣設(shè)備檢側(cè)技術(shù)發(fā)展方向的分析，我們可以進一步明確，信號數(shù)字化應(yīng)用于電氣檢測的各個領(lǐng)域。從多方面來講，電氣信號數(shù)字化檢測是今后發(fā)展的方向。我們應(yīng)該從理論與實踐上進一步推進電氣設(shè)備檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，為企業(yè)提供良好的技術(shù)保障。