工程機(jī)械健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)初探

摘 要：在工程機(jī)械運(yùn)行中難免會(huì)發(fā)生一些故障問題，如何及早的發(fā)現(xiàn)這些故障隱患，從而減少機(jī)械維修成本，使工程機(jī)械保持一個(gè)良好的健康狀態(tài)成為機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究的一大課題。本文詳細(xì)的分析了工程機(jī)械健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其常用的監(jiān)測(cè)方法與監(jiān)測(cè)儀器，以供參考。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械 健康監(jiān)測(cè) 技術(shù)研究

中圖分類號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（c）-0102-01

隨著工程機(jī)械事業(yè)的深入發(fā)展，近幾年，工程機(jī)械檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入的分析和研究，使得工程機(jī)械健康狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)得到很大程度的發(fā)展，過去傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)無法滿足現(xiàn)代化的應(yīng)用需求，勢(shì)必要求在傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法的基礎(chǔ)上的做出創(chuàng)新發(fā)展。

1 工程機(jī)械健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)目前在工程機(jī)械健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的研究表現(xiàn)在以下六個(gè)方面。

（1）針對(duì)聲音信號(hào)的分析研究及其處理方法。此技術(shù)的研究大概歷經(jīng)了由最初的譜分析、序分析、時(shí)分析到現(xiàn)代所應(yīng)用的信號(hào)分析的應(yīng)用過程?，F(xiàn)代信號(hào)分析手段，其中包括：短時(shí)間福利業(yè)分析，小波變換分析和Wingner譜分析等分析手段，在分析數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性上大大的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分析技術(shù)的不足。

（2）針對(duì)傳感技術(shù)的分析研究。此技術(shù)是通過設(shè)備工作狀態(tài)的儀表參數(shù)數(shù)值得以反應(yīng)的分析技術(shù)。在我國(guó)先后研制了電渦流、加速度和溫度傳感器；目前應(yīng)用最為普遍的傳感技術(shù)是最新的光導(dǎo)纖維傳感器、激光傳感器和聲發(fā)射傳感器等等。

（3）對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析發(fā)展。旋轉(zhuǎn)機(jī)械在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的分析已得到了廣泛應(yīng)用，且達(dá)到了一定的效果。

（4）針對(duì)人工智能系統(tǒng)的分析研究。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)是目前監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的主流方向，工程機(jī)械故障人工診斷系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)得到了應(yīng)用，但其監(jiān)測(cè)效果卻沒有達(dá)到預(yù)期的期望值。

（5）針對(duì)便攜式監(jiān)測(cè)儀器的研究，目前此項(xiàng)技術(shù)的研究才剛剛起步，還未得到廣泛應(yīng)用。

（6）針對(duì)工程機(jī)械健康狀態(tài)診斷儀器的分析研究。目前主要從單機(jī)巡檢與診斷到上下位機(jī)式的主從結(jié)構(gòu)，直至以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性要求越來越高。

2 工程機(jī)械健康狀態(tài)常用的監(jiān)測(cè)方法及儀器

2.1 工程機(jī)械健康性能監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1.1 液壓功率監(jiān)測(cè)方法

常用的液壓功率監(jiān)測(cè)設(shè)備是動(dòng)態(tài)的壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)內(nèi)部安裝一些壓力傳感器，通過機(jī)械工作所產(chǎn)生的壓力將信息準(zhǔn)確無誤的輸送到信號(hào)接收系統(tǒng)，再通過調(diào)整、放大、過濾、傳送到達(dá)診斷系統(tǒng)，利用回路原件將整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能及工作狀態(tài)做出細(xì)致描述，最后利用計(jì)算機(jī)導(dǎo)出數(shù)據(jù)。這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采用的是波形診斷原理，對(duì)于液壓系統(tǒng)中較長(zhǎng)出現(xiàn)的溢流卡滯和壓泵吸空等問題能夠較為準(zhǔn)確的做出診斷和檢測(cè)。利用壓力表和流量表還能夠監(jiān)測(cè)出液壓系統(tǒng)的故障問題。

2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)功率監(jiān)測(cè)方法

對(duì)于工程機(jī)械而言，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大小密切關(guān)系著機(jī)械的工作狀況。假如一臺(tái)工程機(jī)械工作無力，通過人工監(jiān)測(cè)又無法給出正確判斷時(shí)，就可以利用功率監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行測(cè)量。此種監(jiān)測(cè)方法較為常用的監(jiān)測(cè)設(shè)備就是無外載測(cè)試加速儀器。

在油樣檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的是鐵譜和光譜分析技術(shù)。鐵譜分析是利用磨礪形貌獲取磨損信息，光譜分析是通過從磨損產(chǎn)物中的數(shù)量獲取信息，二者比較鐵譜分析要更加敏銳。通過機(jī)油中的金屬成分檢測(cè)，比較出需要更換和修理的部位和部件。

2.2 工程機(jī)械健康狀態(tài)的震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在眾多監(jiān)測(cè)技術(shù)中，工程震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用最為普遍。其監(jiān)測(cè)原理是通過正常工作設(shè)備的震動(dòng)特點(diǎn)的差異性對(duì)故障做出判斷。在工程機(jī)械障礙中有60%的故障是利用振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)反映出來的。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)大致分為三個(gè)步驟：首先對(duì)需要診斷的部位做出機(jī)理分析，比如機(jī)械的結(jié)構(gòu)及工作特性等相關(guān)聯(lián)的部件連接情況做出分析，要求必須掌握好機(jī)械的工作條件和其歷次的維修檔案，了解機(jī)械工作異常的震動(dòng)反映和狀態(tài)特征；第二步，開始對(duì)較為常見故障的部位進(jìn)行檢測(cè)，其中有測(cè)點(diǎn)的定位，測(cè)試參數(shù)的確定及振動(dòng)方向的識(shí)別，利用測(cè)試信號(hào)分析出機(jī)械的運(yùn)行是否正常，通過檢測(cè)數(shù)值偏離正常值得大小判定故障的大小程度。周而復(fù)始，就會(huì)摸索出機(jī)械的運(yùn)行規(guī)律，進(jìn)而更好的掌握機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)及故障的嚴(yán)重程度；最后一步就是對(duì)檢測(cè)出的故障，作深入的分析研究，通過分析其成因、厲害程度，做出維修判斷。其中包括振動(dòng)波形的判斷、時(shí)差的定位、波頻的特性、相位的分析等等。通過以上檢測(cè)步驟完畢之后，就可以根據(jù)故障采取對(duì)應(yīng)的維修措施進(jìn)行修復(fù)了。

3 工程機(jī)械健康狀態(tài)創(chuàng)新監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)

3.1 開創(chuàng)計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)測(cè)技術(shù)

在繼承傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)良部分的基礎(chǔ)上增加計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，安裝多功能的自動(dòng)監(jiān)測(cè)軟件。要勇于打破落后陳舊的工作模式，善于創(chuàng)新，成為創(chuàng)新技術(shù)研究的開拓者。通過人機(jī)對(duì)話，幫助工程機(jī)械設(shè)備做好檢測(cè)工作，對(duì)于工程機(jī)械健康狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，領(lǐng)導(dǎo)干部要用創(chuàng)新觀念進(jìn)行創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)，這樣才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從根本上提高工作效率。

3.2 建立高效的高效的專家監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

通過建立完善的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之后，要建立一個(gè)具有人工智能的咨詢系統(tǒng)，把對(duì)于工程機(jī)械健康檢測(cè)的監(jiān)督機(jī)制和工作實(shí)行科技化管理，從而達(dá)到科學(xué)發(fā)展和科學(xué)管理的有機(jī)結(jié)合。使得專家監(jiān)測(cè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)與方式方法利用計(jì)算機(jī)得以儲(chǔ)存，形成一個(gè)真正的人工智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)中所儲(chǔ)存的知識(shí)庫和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)診斷數(shù)據(jù)做出推理識(shí)別，從而解決監(jiān)測(cè)診斷中的各項(xiàng)復(fù)雜障礙問題。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷監(jiān)測(cè)創(chuàng)新技術(shù)

通過模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行做出故障監(jiān)測(cè)診斷的方法。此項(xiàng)方法在知識(shí)獲取上無需在經(jīng)過整理，從根本上解決了專業(yè)知識(shí)的表述問題，通過過去專家的經(jīng)驗(yàn)實(shí)例對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行模擬訓(xùn)練就可以。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠輕松的掌握專業(yè)知識(shí)并將其同專家系統(tǒng)做出對(duì)比，具有高效、保質(zhì)的監(jiān)測(cè)性能。但美中不足的是，它只能利用一些明確的故障案例進(jìn)行診斷，不具備自身邏輯思維的能力。

3.4 提升檢測(cè)工作人員的素質(zhì)

進(jìn)行檢測(cè)管理，必須把工人的各項(xiàng)素質(zhì)不斷進(jìn)行提升，第一生產(chǎn)線上的檢測(cè)的工作人員真正將設(shè)備的安全問題放在心上，把設(shè)備檢測(cè)當(dāng)成是自己的事來做，為社會(huì)、為人民作出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

對(duì)于新形勢(shì)下工程機(jī)械健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，我們必須要給予新的認(rèn)識(shí)，從思想觀念和技術(shù)方法上進(jìn)行創(chuàng)新，做好新形勢(shì)下工程機(jī)械健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使工程機(jī)械健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)的可靠性和檢修質(zhì)量進(jìn)一步提升，為我國(guó)工程機(jī)械健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)事業(yè)的更快、更穩(wěn)的發(fā)展做出一份應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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