專利名稱：一種基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于信息融合技術(shù) 的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地鐵車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)車站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，確保設(shè)備處于高效、節(jié)能、可靠的 最佳運(yùn)行狀態(tài)。通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)是地鐵車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分。它的穩(wěn)定運(yùn)行 保證了地鐵在正常運(yùn)行時(shí)，為乘客提供安全、舒適的乘車環(huán)境，為地鐵工作人員和設(shè)備運(yùn)行 提供良好的工作環(huán)境。并且在地鐵車站出現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警時(shí)，通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)能迅速排除煙氣， 保證乘客安全撤離。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在使用中由于缺油、松動(dòng)、 腐蝕等原因，會(huì)引起設(shè)備磨損加劇、振動(dòng)增大，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將引起軸承燒毀、機(jī)件 損壞，甚至葉片斷裂等惡性事故。目前，通常利用人工來(lái)檢測(cè)和管理空調(diào)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，但是這種做法存在如下弊端 (1)難以準(zhǔn)時(shí)、全面收集風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，不利于全面掌握風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；(2)難以對(duì)記錄 的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，進(jìn)而在突發(fā)事故時(shí)，不能采取有效的決策處理，有可能延誤時(shí)機(jī)，造 成損失；(3)記錄的數(shù)據(jù)容易丟失，不利于對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理、總結(jié)規(guī)律等等。近20年來(lái)，傳感器技術(shù)獲得了迅猛的發(fā)展，各種面向復(fù)雜應(yīng)用背景的信息融合系 統(tǒng)也隨之大量出現(xiàn)。在這些系統(tǒng)中，信息表現(xiàn)形式的多樣性、信息容量以及信息的處理速 度等要求己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人腦的信息融合能力，信息融合技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。由于信息融合系 統(tǒng)本身所具有良好的性能穩(wěn)定性、寬闊的時(shí)空覆蓋區(qū)域、很高的測(cè)量維數(shù)、良好的目標(biāo)空間 分辨率以及較強(qiáng)的故障容錯(cuò)和系統(tǒng)重構(gòu)能力等潛在特點(diǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究成果，多傳感器 信息融合MSIF (Multiple Sensor Information Fusion)，也稱為多傳感器數(shù)據(jù)融合，是將 同一個(gè)對(duì)象不同位置的同類或不同類的多個(gè)傳感器信息加以綜合，消除傳感器之間可能存 在的冗余和矛盾的信息，加以互補(bǔ)，降低其不確定性，以形成對(duì)對(duì)象相對(duì)完整一致的感知描 述，從而提高智能系統(tǒng)的規(guī)劃、決策的快速行和正確行，降低決策風(fēng)險(xiǎn)。多傳感器信息融合 系統(tǒng)較單傳感器系統(tǒng)還能提高系統(tǒng)的可靠性，容錯(cuò)能力、系統(tǒng)精度等。故亟需一種基于信息 融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，來(lái)解決上述問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào) 風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，可自動(dòng)對(duì)地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種基于信息融合技術(shù)的 地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警 執(zhí)行裝置，所述的傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置依次相 連；所述的傳感器單元用于測(cè)量地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)采集板卡用于采集所述的傳感器單元測(cè)得的參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行濾波；所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元用于 對(duì)所述的數(shù)據(jù)采集板卡采集到的參數(shù)進(jìn)行分析判斷和儲(chǔ)存；所述的報(bào)警執(zhí)行裝置根據(jù)計(jì)算 機(jī)數(shù)據(jù)處理單元發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。所述的傳感器單元包括加速度傳感器、位移傳感器、電機(jī)電流傳感器、油溫傳感器 和紅外軸瓦溫度傳感器；所述的加速度傳感器安裝在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的減速器的輸入軸 和輸出軸的徑向截面上，用于測(cè)量?jī)奢S軸振；所述的位移傳感器安裝在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng) 的減速器的輸入軸和輸出軸的軸向截面上，用于測(cè)量?jī)奢S的軸位移；所述的電機(jī)電流傳感 器設(shè)于所述的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)的變頻器三根輸出線之間，用于測(cè)量電機(jī)的電流；所述的油溫 傳感器設(shè)于所述的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)的齒輪箱內(nèi)，用于測(cè)量齒輪箱內(nèi)的潤(rùn)滑油的溫度；所述的 紅外軸瓦溫度傳感器設(shè)置于中央空調(diào)風(fēng)機(jī)外，用于測(cè)量軸瓦溫度。所述的加速度傳感器為電容式集成一體化加速度傳感器；所述的位移傳感器為電 渦流傳感器；所述的電機(jī)電流傳感器為霍爾傳感器；所述的油溫傳感器為熱電偶溫度傳感 器；所述的紅外軸瓦溫度傳感器為非接觸式的紅外傳感器。所述的數(shù)據(jù)采集卡為M系列數(shù)據(jù)采集卡。因?yàn)檐壍澜煌ㄜ囌驹O(shè)備以環(huán)控通風(fēng)系統(tǒng)為主，關(guān)鍵設(shè)備大多屬于旋轉(zhuǎn)類設(shè)備，旋 轉(zhuǎn)類設(shè)備的故障可由振動(dòng)信號(hào)在頻域中不同波段上的相對(duì)能量判斷。所以將多傳感器信息 融合技術(shù)應(yīng)用到地鐵車站中央空調(diào)風(fēng)機(jī)故障診斷之中，能有效地利用多傳感器最大限度地 獲取中央空調(diào)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)信息，經(jīng)過(guò)一定的信息融合分析處理，能夠較為準(zhǔn)確地識(shí)別 設(shè)備故障模式以及故障原因。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積 極效果將多傳感器信息融合技術(shù)應(yīng)用到地鐵車站中央空調(diào)風(fēng)機(jī)故障診斷之中，能夠有效 利用多種傳感器最大限度地獲取中央空調(diào)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)信息，再由數(shù)據(jù)采集板卡及時(shí)收 集風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)信號(hào)，有利于掌握風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元 對(duì)采集到的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行快速分析準(zhǔn)確地識(shí)別設(shè)備故障模式以及故障原因，將參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn) 為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，有利于對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理、總結(jié)規(guī)律。

圖1是本實(shí)用新型的連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型的電機(jī)電流傳感器布置圖；圖3是本實(shí)用新型的加速度傳感器、位移傳感器和油溫傳感器布置圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本 實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容 之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申 請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系 統(tǒng)，如圖1所示，包括傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置，所述的傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置依次相連；所述的傳 感器單元用于測(cè)量地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)采集板卡用于采集所述 的傳感器單元測(cè)得的參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行濾波；所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元用于對(duì)所述的數(shù)據(jù) 采集板卡采集到的參數(shù)進(jìn)行分析判斷和儲(chǔ)存；所述的報(bào)警執(zhí)行裝置根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單 元發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。如圖2和圖3所示，所述的傳感器單元包括加速度傳感器、位移傳感器、電機(jī)電流 傳感器、油溫傳感器和紅外軸瓦溫度傳感器；所述的加速度傳感器安裝在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系 統(tǒng)的減速器的輸入軸和輸出軸的徑向截面上，用于測(cè)量?jī)奢S軸振；所述的位移傳感器安裝 在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的減速器的輸入軸和輸出軸的軸向截面上，用于測(cè)量?jī)奢S的軸位移； 所述的電機(jī)電流傳感器設(shè)于所述的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)的變頻器三根輸出線之間，用于測(cè)量電機(jī) 的電流；所述的油溫傳感器設(shè)于所述的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)的齒輪箱內(nèi)，用于測(cè)量齒輪箱內(nèi)的潤(rùn) 滑油的溫度；所述的紅外軸瓦溫度傳感器設(shè)置于中央空調(diào)風(fēng)機(jī)外，用于測(cè)量軸瓦溫度。所述的數(shù)據(jù)采集卡為M系列數(shù)據(jù)采集卡。M系列的設(shè)備可在多種操作系統(tǒng)上使 用，有三個(gè)驅(qū)動(dòng)軟件可供選擇，包括NI-DAQmx、NI-DAQmx Base和測(cè)量硬件DDK，但是NIM 系列設(shè)備與傳統(tǒng)的NI-DAQ(Legacy)驅(qū)動(dòng)程序不兼容。每個(gè)M系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備均包含 一份NI LabVIEff SignalExpress的副本，無(wú)需編程即可快速采集、分析并顯示數(shù)據(jù)。除 了 LabVIEW SignalExpress, M系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備還與下列NI應(yīng)用軟件版本(或更高版
本)兼容-LabVIEff 7. x、Labffindows /CVI 7. χ、或 Measurement Studio 7· χ ；或帶
LabVIEWReal-Time 模塊 7. 1 的 LabVIEW。NI M系列數(shù)據(jù)采集設(shè)備也與 Visual Studio.NET、 C/C++和Visual Basic 6兼容。由于M系列數(shù)據(jù)采集卡的兼容性強(qiáng)使得本實(shí)用新型能夠靈 活運(yùn)用。首先，選用合適的數(shù)據(jù)采集卡和各個(gè)傳感器，在此數(shù)據(jù)采集卡選用具有5倍采樣 速率的高速M(fèi)系列設(shè)備或具有4倍分辨率和出眾測(cè)量精度的高精度M系列設(shè)備，位移傳感 器選用85811-01型電渦流傳感器，其線性度為士5% ；加速度傳感器選用TR61系列電容 式集成一體化加速度傳感器；電機(jī)電流傳感器選用霍爾傳感器，其范圍為0 400A，輸出 為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；油溫傳感器選用熱電偶溫度傳感器，其測(cè)量范圍為-30 1200°C， 輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4 20mA ；紅外軸瓦溫度傳感器選用非接觸式的紅外傳感器，其線性度為 士 1 %。接著，將各個(gè)傳感器安裝在各自的位置，并通過(guò)數(shù)據(jù)線與M系列的數(shù)據(jù)采集卡相連， 將數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元相連，將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元的輸出端與報(bào) 警執(zhí)行裝置相連。當(dāng)?shù)罔F中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，設(shè)置在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)上的各個(gè)傳感器開(kāi)始測(cè)量 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，數(shù)據(jù)采集板卡采集傳感器監(jiān)測(cè)的信號(hào)并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行濾波處 理，然后傳輸給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)處理分析。在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元 中，首先設(shè)定各個(gè)傳感器的閾值，如果采集到的信號(hào)超出設(shè)定的閾值，則發(fā)出信號(hào)給報(bào)警執(zhí) 行裝置。同時(shí)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元將接收的數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)。報(bào)警執(zhí)行裝置若接收到 從計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元給出的信號(hào)，則報(bào)警。不難發(fā)現(xiàn)，將多傳感器信息融合技術(shù)應(yīng)用到地鐵車站中央空調(diào)風(fēng)機(jī)故障診斷之 中，能夠有效利用多種傳感器最大限度地獲取中央空調(diào)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)信息，再由數(shù)據(jù)采 集板卡及時(shí)收集風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)信號(hào)，有利于掌握風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)采集到的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行快速分析準(zhǔn)確地識(shí)別設(shè)備故障模式以及故障原因， 將參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，有利于對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理、總結(jié)規(guī)律。
權(quán)利要求一種基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置，其特征在于，所述的傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置依次相連；所述的傳感器單元用于測(cè)量地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)；所述的數(shù)據(jù)采集板卡用于采集所述的傳感器單元測(cè)得的參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行濾波；所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元用于對(duì)所述的數(shù)據(jù)采集板卡采集到的參數(shù)進(jìn)行分析判斷和儲(chǔ)存；所述的報(bào)警執(zhí)行裝置根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述的傳感器單元包括加速度傳感器、位移傳感器、電機(jī)電流傳感器、油溫傳感器和紅 外軸瓦溫度傳感器；所述的加速度傳感器安裝在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的減速器的輸入軸和輸 出軸的徑向截面上，用于測(cè)量?jī)奢S軸振；所述的位移傳感器安裝在中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的減 速器的輸入軸和輸出軸的軸向截面上，用于測(cè)量?jī)奢S的軸位移；所述的電機(jī)電流傳感器設(shè) 于所述的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)的變頻器三根輸出線之間，用于測(cè)量電機(jī)的電流；所述的油溫傳感 器設(shè)于所述的中央空調(diào)風(fēng)機(jī)的齒輪箱內(nèi)，用于測(cè)量齒輪箱內(nèi)的潤(rùn)滑油的溫度；所述的紅外 軸瓦溫度傳感器設(shè)置于中央空調(diào)風(fēng)機(jī)外，用于測(cè)量軸瓦溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述的加速度傳感器為電容式集成一體化加速度傳感器；所述的位移傳感器為電渦流 傳感器；所述的電機(jī)電流傳感器為霍爾傳感器；所述的油溫傳感器為熱電偶溫度傳感器； 所述的紅外軸瓦溫度傳感器為非接觸式的紅外傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述的數(shù)據(jù)采集卡為M系列數(shù)據(jù)采集卡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于信息融合技術(shù)的地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置，傳感器單元、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元和報(bào)警執(zhí)行裝置依次相連；傳感器單元用于測(cè)量地鐵中央空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)；數(shù)據(jù)采集板卡用于采集傳感器單元測(cè)得的參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行濾波；計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元用于對(duì)數(shù)據(jù)采集板卡采集到的參數(shù)進(jìn)行分析判斷和儲(chǔ)存；報(bào)警執(zhí)行裝置根據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理單元發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。本實(shí)用新型能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確全面地收集風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，經(jīng)過(guò)一定的信息融合分析處理，能夠較為準(zhǔn)確地識(shí)別設(shè)備故障模式以及故障原因。
文檔編號(hào)F04B51/00GK201739157SQ20102026013
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者劉曉芝, 李帥, 楊建國(guó), 梁盼盼 申請(qǐng)人:東華大學(xué)