一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，包括：振動采集裝置，包括：多個分別設(shè)置在待檢測機組相應(yīng)部位的振動傳感器；所述振動傳感器包括：永磁體底座、設(shè)置在所述永磁體底座上的振動腔體、設(shè)置在所述振動腔體底部的振動傳感單元，和用于定位該振動傳感器的點定位裝置；處理裝置，用于收集所述振動采集裝置所收集的信號，并據(jù)此對待檢測機組進行相應(yīng)的控制。
【專利說明】一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外對機械故障時域和頻域現(xiàn)有診斷系統(tǒng)中故障特征提取和分類難以及在線診斷難的情況，由于設(shè)備故障造成安全事故，造成重大損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，有效解決現(xiàn)有診斷裝置中故障信號分類不準(zhǔn)確、診斷時間長的問題。本發(fā)明具有對工業(yè)機組出現(xiàn)的單一故障、復(fù)合故障和早期故障進行有效的檢測功能，準(zhǔn)確率達(dá)98%以上，可同時對多個機組進行故障檢測。
[0004]對此，本發(fā)明提供一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，包括:振動采集裝置，包括:多個分別設(shè)置在待檢測機組相應(yīng)部位的振動傳感器；所述振動傳感器包括:永磁體底座、設(shè)置在所述永磁體底座上的振動腔體、設(shè)置在所述振動腔體底部的振動傳感單元，和用于定位該振動傳感器的點定位裝置；處理裝置，用于收集所述振動采集裝置所收集的信號，并據(jù)此對待檢測機組進行相應(yīng)的控制。
[0005]其中，所述點定位裝置是指，例如，采用一個螺栓，該螺栓點位置固定，而振動傳感器能夠繞該點轉(zhuǎn)動。
[0006]所述振動腔體，是指具有內(nèi)部空間的殼體，不僅能夠容納振動傳感單元，而且能夠有效的收集振動信號。
[0007]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，包括:振動信號采集步驟，將所述振動傳感器設(shè)置在待檢測機組相應(yīng)部位，用于采集振動信息；特征提取步驟，對所述振動傳感器采集的振動信號進行分析處理，得到故障特性參數(shù)；匹配判斷步驟，將所述特征提取步驟中的故障特性參數(shù)與所述服務(wù)器中預(yù)先存儲的故障數(shù)據(jù)進行匹配；存入知識庫步驟，將所述匹配判斷步驟中匹配失敗的故障特性參數(shù)存入知識庫；免疫檢測器更新步驟，將所述存入知識庫步驟中新存儲的故障特性參數(shù)存儲到免疫檢測器，以更新免疫檢測器；診斷故障及類型步驟，將所述匹配判斷步驟中的匹配成功結(jié)果在所述監(jiān)控計算機中顯示出來。
[0008]基于免疫檢測器是指，針對生產(chǎn)車間的操作臺大量使用的、相互關(guān)聯(lián)的機器部件，通過構(gòu)造一種符合人工免疫系統(tǒng)多樣性、分布性原理的高效的、快捷的免疫檢測器，通過抗體集的進化來獲得最優(yōu)抗體，得到最佳識別能力的新特征指標(biāo)，解決分類能力不足的問題。
[0009]本發(fā)明作為該免疫檢測器的核心，主要是獲取生產(chǎn)車間的操作臺大量使用的、相互關(guān)聯(lián)的機器部件的各種故障特征信息。如何有效的獲取各種故障特征信息，是基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)有效性的關(guān)鍵之一。
[0010]一般來說，機器的故障與否，與其各部位的振動高度相關(guān)，本發(fā)明所設(shè)定的測量參數(shù)是，振動。該測量要求選用對故障反映最敏感的診斷參數(shù)來進行測量，這種參數(shù)被稱為“敏感因子”就是當(dāng)機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數(shù)卻發(fā)生較大的變化。
[0011]所述處理裝置能夠通過構(gòu)造一種符合人工免疫系統(tǒng)多樣性、分布性原理的高效的、快捷的免疫檢測器，通過抗體集的進化來獲得最優(yōu)抗體，得到最佳識別能力的新特征指標(biāo)，解決分類能力不足的問題。
[0012]把系統(tǒng)內(nèi)嵌在生產(chǎn)車間的操作臺上即可使用，方便、易實現(xiàn)，可實現(xiàn)同時對多個工業(yè)機組的監(jiān)測和診斷。從系統(tǒng)運行的情況看，能有效監(jiān)測和診斷機組故障，保證設(shè)備正常運行的要求。
[0013]選擇布置測點要求:①對振動反應(yīng)敏感點，盡可能靠近振源，避開或減少信號在傳遞通道上的界面、空腔或隔離物(如密封填料等)，最好讓信號成直線傳播，減少信號在傳遞過程中的能量損耗。②選擇振動信號比較集中的部位，以便獲得更多的狀態(tài)信息。③所選測點要服從于診斷目的，診斷目的不同，測點也應(yīng)隨之改換位置。④測點必須有足夠的空間用來安置傳感器，并保證有良好的接觸。測點部位還應(yīng)有足夠的剛度。⑤由于現(xiàn)場振動測量是在設(shè)備運轉(zhuǎn)的情況下進行的，所以在安置傳感器時必須確保人身和設(shè)備安全。通常軸承是首選測點，此外，設(shè)備的地腳、機殼、缸體、進出口管道、閥門、基礎(chǔ)等部位也是振動的常設(shè)測點。
[0014]采用上述技術(shù)方案，由于采用永磁體底座能夠方便的與被測部位相連接，而使用點定位裝置安裝也很簡便，便于安裝。更重要的是，經(jīng)過試驗表明，采用永磁體底座連接被測部位有利于更有效的測量出振動。但是，在長期振動的環(huán)境下，永磁體底座會產(chǎn)生位移，影響監(jiān)測精度，因此同時增加了一個點定位裝置，能夠使得該振動傳感器在一定范圍內(nèi)，不至于偏離太遠(yuǎn)，減少了維護成本，同時，該范圍也成為一個監(jiān)測參數(shù)，能夠反映機器的工作狀況。經(jīng)過試驗表明，采用了振動腔體能夠獲得更佳的檢測效果。
[0015]優(yōu)選的，所述振動傳感器采用加速度傳感器。
[0016]優(yōu)選的，所述加速度傳感器頻率范圍為10至ΙΟΟΚΗζ。
[0017]采用上述技術(shù)方案，由于振動測量要求選用對故障反映最敏感的診斷參數(shù)來進行測量，這種參數(shù)被稱為“敏感因子”，就是當(dāng)機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數(shù)卻發(fā)生較大的變化。因此對每一個故障信號確定一個敏感因子是不可能的。根據(jù)診斷對象振動信號的頻率特征來選擇診斷參數(shù)，常用的振動測量參數(shù)有加速度、速度、位移，一般按下列原則選用:低頻振動〈100Hz采用位移；中頻振動10?1000Hz采用速度；高頻振動>1000Hz采用加速度。加速度傳感器的頻率響應(yīng)范圍為IOKHz比較寬，所以現(xiàn)場測量時在沒有特殊要求的情況下，常用它同時測量位移、速度、加速度三個參數(shù)，基本上能滿足要求。
[0018]優(yōu)選的，所述處理裝置包括:服務(wù)器，與所述振動采集裝置連接，用于儲存所述振動采集裝置采集的故障數(shù)據(jù)；和監(jiān)控計算機，與所述服務(wù)器連接，用于顯示所述振動采集裝置采集的故障數(shù)據(jù)。
[0019]采用上述技術(shù)方案，系統(tǒng)具有對工業(yè)機組出現(xiàn)的單一故障、復(fù)合故障和早期故障進行有效的在線檢測、在線診斷，有效解決現(xiàn)有診斷系統(tǒng)中診斷時間長的問題。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明具有在線監(jiān)測、在線診斷功能，能對機組出現(xiàn)的單一故障、復(fù)合故障、早期故障進行有效的監(jiān)測和診斷，診斷準(zhǔn)確率為98%以上，同時具有在線性、實時性、快速性的特點；把系統(tǒng)內(nèi)嵌在生產(chǎn)車間的操作臺上即可使用，方便、易實現(xiàn)，可實現(xiàn)同時對多個工業(yè)機組的監(jiān)測和診斷。從系統(tǒng)運行的情況看，能有效監(jiān)測和診斷機組故障，保證設(shè)備正常運行的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)一種實施例的示意圖；
圖2是本發(fā)明基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)另一種實施例的示意圖；
圖3是本發(fā)明基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)另一種實施例的示意圖；
圖4是本發(fā)明基于免疫檢測器的智能故障診斷方法一種實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細(xì)說明:
如圖1、2所示，振動采集裝置1，包括:多個分別設(shè)置在待檢測機組相應(yīng)部位的振動傳感器11 ;所述振動傳感器11包括:永磁體底座111、設(shè)置在所述永磁體底座111上的振動腔體112、設(shè)置在所述振動腔體112底部的振動傳感單元113，和用于定位該振動傳感器11的點定位裝置114 ;處理裝置2，用于收集所述振動采集裝置I所收集的信號，并據(jù)此對待檢測機組進行相應(yīng)的控制。
[0023]其中，所述點定位裝置114是指，例如，采用一個螺栓，該螺栓點位置固定，而振動傳感器能夠繞該點轉(zhuǎn)動。
[0024]所述振動腔體112,是指具有內(nèi)部空間的殼體,不僅能夠容納振動傳感單元113,而且能夠有效的收集振動信號。
[0025]基于免疫檢測器是指，針對生產(chǎn)車間的操作臺大量使用的、相互關(guān)聯(lián)的機器部件，通過構(gòu)造一種符合人工免疫系統(tǒng)多樣性、分布性原理的高效的、快捷的免疫檢測器，通過抗體集的進化來獲得最優(yōu)抗體，得到最佳識別能力的新特征指標(biāo)，解決分類能力不足的問題。
[0026]本發(fā)明作為該免疫檢測器的核心，主要是獲取生產(chǎn)車間的操作臺大量使用的、相互關(guān)聯(lián)的機器部件的各種故障特征信息。如何有效的獲取各種故障特征信息，是基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)有效性的關(guān)鍵之一。
[0027]—般來說，機器的故障與否，與其各部位的振動高度相關(guān)，本發(fā)明所設(shè)定的測量參數(shù)是，振動。該測量要求選用對故障反映最敏感的診斷參數(shù)來進行測量，這種參數(shù)被稱為“敏感因子”就是當(dāng)機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數(shù)卻發(fā)生較大的變化。
[0028]所述處理裝置2能夠通過構(gòu)造一種符合人工免疫系統(tǒng)多樣性、分布性原理的高效的、快捷的免疫檢測器，通過抗體集的進化來獲得最優(yōu)抗體，得到最佳識別能力的新特征指標(biāo)，解決分類能力不足的問題。
[0029]把系統(tǒng)內(nèi)嵌在生產(chǎn)車間的操作臺上即可使用，方便、易實現(xiàn)，可實現(xiàn)同時對多個工業(yè)機組的監(jiān)測和診斷。從系統(tǒng)運行的情況看，能有效監(jiān)測和診斷機組故障，保證設(shè)備正常運行的要求。
[0030]選擇布置測點要求:①對振動反應(yīng)敏感點，盡可能靠近振源，避開或減少信號在傳遞通道上的界面、空腔或隔離物(如密封填料等)，最好讓信號成直線傳播，減少信號在傳遞過程中的能量損耗。②選擇振動信號比較集中的部位，以便獲得更多的狀態(tài)信息。③所選測點要服從于診斷目的，診斷目的不同，測點也應(yīng)隨之改換位置。④測點必須有足夠的空間用來安置傳感器，并保證有良好的接觸。測點部位還應(yīng)有足夠的剛度。⑤由于現(xiàn)場振動測量是在設(shè)備運轉(zhuǎn)的情況下進行的，所以在安置傳感器時必須確保人身和設(shè)備安全。通常軸承是首選測點，此外，設(shè)備的地腳、機殼、缸體、進出口管道、閥門、基礎(chǔ)等部位也是振動的常設(shè)測點。
[0031]采用上述技術(shù)方案，由于采用永磁體底座111能夠方便的與被測部位相連接，而使用點定位裝置114安裝也很簡便，便于安裝。更重要的是，經(jīng)過試驗表明，采用永磁體底座111連接被測部位有利于更有效的測量出振動。但是，在長期振動的環(huán)境下，永磁體底座111會產(chǎn)生位移，影響監(jiān)測精度，因此同時增加了一個點定位裝置114，能夠使得該振動傳感器11在一定范圍內(nèi)，不至于偏離太遠(yuǎn)，增加了維護成本，同時，該范圍也成為一個監(jiān)測參數(shù)，能夠反映機器的工作狀況。經(jīng)過試驗表明，采用了振動腔體112能夠獲得更佳的檢測效果O
[0032]優(yōu)選的，所述振動傳感器11采用加速度傳感器。
[0033]優(yōu)選的，所述加速度傳感器頻率范圍為10至ΙΟΟΚΗζ。
[0034]采用上述技術(shù)方案，由于振動測量要求選用對故障反映最敏感的診斷參數(shù)來進行測量，這種參數(shù)被稱為“敏感因子”，就是當(dāng)機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數(shù)卻發(fā)生較大的變化。因此對每一個故障信號確定一個敏感因子是不可能的。根據(jù)診斷對象振動信號的頻率特征來選擇診斷參數(shù)，常用的振動測量參數(shù)有加速度、速度、位移，一般按下列原則選用:低頻振動〈100Hz采用位移；中頻振動10?1000Hz采用速度；高頻振動>1000Hz采用加速度。加速度傳感器的頻率響應(yīng)范圍為IOKHz比較寬，所以現(xiàn)場測量時在沒有特殊要求的情況下，常用它同時測量位移、速度、加速度三個參數(shù)，基本上能滿足要求。
[0035]如圖3所示，所述處理裝置2包括:服務(wù)器21，與所述振動采集裝置I連接，用于儲存所述振動采集裝置I采集的故障數(shù)據(jù)；和監(jiān)控計算機22，與所述服務(wù)器21連接，用于顯示所述振動采集裝置I采集的故障數(shù)據(jù)。
[0036]采用上述技術(shù)方案，系統(tǒng)具有對工業(yè)機組出現(xiàn)的單一故障、復(fù)合故障和早期故障進行有效的在線檢測、在線診斷，有效解決現(xiàn)有診斷系統(tǒng)中診斷時間長的問題。
[0037]如圖4所示，采用所述基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)的故障診斷方法，包括:
振動信號采集步驟，將所述振動傳感器11設(shè)置在待檢測機組相應(yīng)部位，用于采集振動信息；
特征提取步驟，對所述振動傳感器11采集的振動信號進行分析處理，得到故障特性參
數(shù)；
匹配判斷步驟，將所述特征提取步驟中的故障特性參數(shù)與所述服務(wù)器21中預(yù)先存儲的故障數(shù)據(jù)進行匹配；
存入知識庫步驟，將所述匹配判斷步驟中匹配失敗的故障特性參數(shù)存入知識庫；免疫檢測器更新步驟，將所述存入知識庫步驟中新存儲的故障特性參數(shù)存儲到免疫檢測器，以更新免疫檢測器；診斷故障及類型步驟，將所述匹配判斷步驟中的匹配成功結(jié)果在所述監(jiān)控計算機22中顯示出來。
[0038]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括: 振動采集裝置(1)，包括:多個分別設(shè)置在待檢測機組相應(yīng)部位的振動傳感器(11);所述振動傳感器(11)包括:永磁體底座(111)、設(shè)置在所述永磁體底座(111)上的振動腔體(112)、設(shè)置在所述振動腔體(112)底部的振動傳感單元(113)，和用于定位該振動傳感器(11)的點定位裝置(114)； 處理裝置(2)，用于收集所述振動采集裝置(I)所收集的信號，并據(jù)此對待檢測機組進行相應(yīng)的控制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述振動傳感器(11)采用加速度傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度傳感器頻率范圍為10至IOOKHz。
4.如權(quán)利要求1所述的基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置(2 )包括:服務(wù)器(21)，與所述振動采集裝置(I)連接，用于儲存所述振動采集裝置(I)采集的故障數(shù)據(jù)；和監(jiān)控計算機(22)，與所述服務(wù)器(21)連接，用于顯示所述振動采集裝置(I)采集的故障數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01M7/02GK103528783SQ201310512157
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】岑健, 向丹, 伍銀波, 張緒紅, 盧旭 申請人:廣東技術(shù)師范學(xué)院