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：多個分別設置在待檢測機組相應部位的振動傳感器；所述振動傳感器包括：永磁體底座、設置在所述永磁體底座上的振動腔體、設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，并據此對待檢測機組進行相應的控制。
【專利說明】一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)
【技術領域】
[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】
[0002]目前國內外對機械故障時域和頻域現有診斷系統(tǒng)中故障特征提取和分類難以及在線診斷難的情況，由于設備故障造成安全事故，造成重大損失。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于免疫檢測器的智能故障診斷系統(tǒng)，有效解決現有診斷裝置中故障信號分類不準確、診斷時間長的問題。本發(fā)明具有對工業(yè)機組出現的單一故障、復合故障和早期故障進行有效的檢測功能，準確率達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:多個分別設置在待檢測機組相應部位的振動傳感器；所述振動傳感器包括:永磁體底座、設置在所述永磁體底座上的振動腔體、設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，并據此對待檢測機組進行相應的控制。
[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動。
[0006]所述振動腔體，是指具有內部空間的殼體，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置在待檢測機組相應部位，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；匹配判斷步驟，將所述特征提取步驟中的故障特性參數與所述服務器中預先存儲的故障數據進行匹配；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，針對生產車間的操作臺大量使用的、相互關聯的機器部件，通過構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，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，主要是獲取生產車間的操作臺大量使用的、相互關聯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，本發(fā)明所設定的測量參數是，振動。該測量要求選用對故障反映最敏感的診斷參數來進行測量，這種參數被稱為“敏感因子”就是當機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數卻發(fā)生較大的變化。
[0011]所述處理裝置能夠通過構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，解決分類能力不足的問題。
[0012]把系統(tǒng)內嵌在生產車間的操作臺上即可使用，方便、易實現，可實現同時對多個工業(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，保證設備正常運行的要求。
[0013]選擇布置測點要求:①對振動反應敏感點，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。測點部位還應有足夠的剛度。⑤由于現場振動測量是在設備運轉的情況下進行的，所以在安置傳感器時必須確保人身和設備安全。通常軸承是首選測點，此外，設備的地腳、機殼、缸體、進出口管道、閥門、基礎等部位也是振動的常設測點。
[0014]采用上述技術方案，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，不至于偏離太遠，減少了維護成本，同時，該范圍也成為一個監(jiān)測參數，能夠反映機器的工作狀況。經過試驗表明，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來進行測量，這種參數被稱為“敏感因子”，就是當機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數卻發(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。根據診斷對象振動信號的頻率特征來選擇診斷參數，常用的振動測量參數有加速度、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范圍為IOKHz比較寬，所以現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，基本上能滿足要求。
[0018]優(yōu)選的，所述處理裝置包括:服務器，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據；和監(jiān)控計算機，與所述服務器連接，用于顯示所述振動采集裝置采集的故障數據。
[0019]采用上述技術方案，系統(tǒng)具有對工業(yè)機組出現的單一故障、復合故障和早期故障進行有效的在線檢測、在線診斷，有效解決現有診斷系統(tǒng)中診斷時間長的問題。
[0020]與現有技術相比，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，能對機組出現的單一故障、復合故障、早期故障進行有效的監(jiān)測和診斷，診斷準確率為98%以上，同時具有在線性、實時性、快速性的特點；把系統(tǒng)內嵌在生產車間的操作臺上即可使用，方便、易實現，可實現同時對多個工業(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]下面結合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細說明:
如圖1、2所示，振動采集裝置1，包括:多個分別設置在待檢測機組相應部位的振動傳感器11 ;所述振動傳感器11包括:永磁體底座111、設置在所述永磁體底座111上的振動腔體112、設置在所述振動腔體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，并據此對待檢測機組進行相應的控制。
[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動。
[0024]所述振動腔體112,是指具有內部空間的殼體,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，針對生產車間的操作臺大量使用的、相互關聯的機器部件，通過構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，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，主要是獲取生產車間的操作臺大量使用的、相互關聯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，本發(fā)明所設定的測量參數是，振動。該測量要求選用對故障反映最敏感的診斷參數來進行測量，這種參數被稱為“敏感因子”就是當機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數卻發(fā)生較大的變化。
[0028]所述處理裝置2能夠通過構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，解決分類能力不足的問題。
[0029]把系統(tǒng)內嵌在生產車間的操作臺上即可使用，方便、易實現，可實現同時對多個工業(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，保證設備正常運行的要求。
[0030]選擇布置測點要求:①對振動反應敏感點，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。測點部位還應有足夠的剛度。⑤由于現場振動測量是在設備運轉的情況下進行的，所以在安置傳感器時必須確保人身和設備安全。通常軸承是首選測點，此外，設備的地腳、機殼、缸體、進出口管道、閥門、基礎等部位也是振動的常設測點。
[0031]采用上述技術方案，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，不至于偏離太遠，增加了維護成本，同時，該范圍也成為一個監(jiān)測參數，能夠反映機器的工作狀況。經過試驗表明，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來進行測量，這種參數被稱為“敏感因子”，就是當機器狀態(tài)發(fā)生小量變化時特征參數卻發(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。根據診斷對象振動信號的頻率特征來選擇診斷參數，常用的振動測量參數有加速度、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范圍為IOKHz比較寬，所以現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，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采集的故障數據；和監(jiān)控計算機22，與所述服務器21連接，用于顯示所述振動采集裝置I采集的故障數據。
[0036]采用上述技術方案，系統(tǒng)具有對工業(yè)機組出現的單一故障、復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設置在待檢測機組相應部位，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；
匹配判斷步驟，將所述特征提取步驟中的故障特性參數與所述服務器21中預先存儲的故障數據進行匹配；
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果在所述監(jiān)控計算機22中顯示出來。
[0038]以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
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:多個分別設置在待檢測機組相應部位的振動傳感器(11);所述振動傳感器(11)包括:永磁體底座(111)、設置在所述永磁體底座(111)上的振動腔體(112)、設置在所述振動腔體(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，并據此對待檢測機組進行相應的控制。
2.如權利要求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)采集的故障數據；和監(jiān)控計算機(22)，與所述服務器(21)連接，用于顯示所述振動采集裝置(I)采集的故障數據。
【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:廣東技術師范學院