【文章內容簡介】 號數(shù)字化隨著我國工業(yè)企業(yè)事業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的電氣設備得到了廣泛的應用。同樣帶給我們的問題就是，在電氣設備大規(guī)模應用的今天，電氣設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備進行及時檢測，成文了我們亟待解決的問題。一、電氣設備檢測與故障診斷系統(tǒng)的組成電氣設備檢測與故障診斷包括以下基本過程：信號檢測、數(shù)據采集、數(shù)據處理、診斷?；具^程如下：通過各種傳感器（如光、電、溫度、振動、流量、化學等）檢測出設備的狀態(tài)信號，并使其可被傳輸，轉換，采集，處理。然后由數(shù)據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。依據所得的特征信號，采用各種診斷方法，如模糊邏輯，人工神經網絡，專家系統(tǒng)等得出診斷結果。二、信號處理技術在電氣設備檢測中的應用通過信號處理，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的發(fā)展為電氣設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，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。小波分析能準確的反映故障發(fā)生的時間、位置等信息，并能對電氣設備進行實時有效的狀態(tài)檢測和故障診斷。三、電氣設備檢側技術的發(fā)展方向電氣設備檢測的信息融合技術發(fā)展在電氣設備檢測中引入多傳感器與數(shù)字化信息融合技術，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量，提高診斷的準確性，以便對設備的運行狀態(tài)有整體的、全面的了解。這種技術最大的優(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?；谔摂M信號技術的發(fā)展虛擬儀器技術是當前測試與控制領域技術的研究熱點，它是以計算機及網絡為基礎，以軟件為核心的自然科學信息測試、分析、存儲、傳輸與控制系統(tǒng)。通過虛擬技術，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)。遠程電氣信號檢測和網絡化跟蹤隨著分布式計算技術、大型數(shù)據庫技術、面向對象的軟件技術和寬帶數(shù)字通信技術的長足發(fā)展，基于因特網的電氣設備故障檢測將成為現(xiàn)實，將設備診斷技術與計算機網絡技術相結合，采集設備狀態(tài)數(shù)據，實現(xiàn)對設備故障的早期診斷和及時維修。遠程監(jiān)測和診斷可實現(xiàn)全國范圍內的診斷知識與數(shù)據共享，遠程協(xié)作診斷以因特網為橋梁，必將在時間和空間上縮短電力設備和診斷專家的距離?；谌斯ぶ悄艿男盘枖?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；神經網絡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絡，是在現(xiàn)代神經生物學和認知科學對人類信息處理研究成果的基礎上提出的，具有很強的自適應能力、學習能力、并行能力、容錯能力和魯棒性，從而可以代替復雜耗時的傳統(tǒng)算法，使信號處理過程更接近人類思維活動；狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中經常用模糊的自然語言來說明狀態(tài)的特征，為了準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)學模型的復雜的機械系統(tǒng)，只有在獲取系統(tǒng)狀態(tài)的綜合效應、積累維修經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。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)是通過網絡連接的遠程故障診斷系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)有著本質的區(qū)別。傳統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)的數(shù)據庫是封閉或半封閉的，其構造和輸入都需要設計人員來修改，而遠程故障診斷系統(tǒng)的知識庫必須是基于Web數(shù)據庫的開放式體系結構，設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?；跀?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濟效益和降低生產成本，當電氣設備運行到一定的年限，設備的檢修費用可能會高于重新配置設備的費用，這與狀態(tài)檢測的初衷是相悖的。而基于設備壽命周期費用管理就是以設備在整個壽命周期內所花費的總費用為評價指標，比僅僅根據檢測診斷、壽命預測、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，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備檢側技術發(fā)展方向的分析，我們可以進一步明確，信號數(shù)字化應用于電氣檢測的各個領域。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。我們應該從理論與實踐上進一步推進電氣設備檢測技術的不斷發(fā)展，為企業(yè)提供良好的技術保障。數(shù)字化檢測在金相檢測上的應用摘要 顯微鏡光學圖像利用數(shù)碼技術實現(xiàn)“圖像信息采集→計算機處理與轉存→打印輸出”的連續(xù)過程,從而代替了傳統(tǒng)的膠片照相和暗室作業(yè)。實際應用表明,即便是在放大1000倍下拍攝的數(shù)碼顯微圖片,其組織形貌、細節(jié)、層次仍很清楚,可以滿足一般金相檢驗對圖片的要求,而且進步了金相圖片制作的工作效率,節(jié)約了圖片制作的本錢,便于圖片的交流、保存與查閱。關鍵詞 金相檢測 圖像 數(shù)字化 系統(tǒng)1 前 言在鋼鐵產品的檢測分析中,金相檢驗經常需要大量的顯微圖片,以描述鋼材組織的結構、非金屬夾雜物及各類缺陷形貌。目前,低倍及實物照片一般用135相機拍攝,高倍顯微照片使用暗盒、單張金相底片拍攝。這些照片是膠片曝光和暗室沖洗的技術,一張照片的獲得需要一系列的流程,速度慢、費工費時,嚴重制約了金相檢驗的速度。而金相檢驗工作的頻度大、總量多、流程長,特別是膠片照相及暗室作業(yè),一人占用多人等待的現(xiàn)象時常發(fā)生,成為制約檢驗速度的瓶頸,使得檢測工作快捷、及時、正確地為生產和科研服務的要求難以兼顧。在當今信息技術時代,圖像的數(shù)字化技術日趨成熟,顯微光學圖像利用數(shù)碼技術已經可以實現(xiàn)“信息采集→計算機處理與轉存→打印輸出”的連續(xù)過程,不僅可以節(jié)省圖片制作的時間,降低圖片制作的本錢,穩(wěn)定圖像質量,還可以借助于應用軟件實現(xiàn)組織結構各種參數(shù)的定性或定量分析。這在材料組織結構檢驗與研究、產品缺陷分析以及檢驗標準的制定等方面具有明顯的上風。鑒于此,在現(xiàn)有光學顯微鏡的基礎上,建立了一套圖像數(shù)字化處理系統(tǒng),成功地應用于檢驗工作,效果極好。2 系統(tǒng)的建立 市場調研目前金相實驗室配置圖像數(shù)字化系統(tǒng)有以下三種可能的方式:(1)用CCD攝像頭與顯微鏡相匹配,其分辨率相對較低,一般只有幾十萬像素。 (2)專用顯微數(shù)碼相機與其相應的顯微鏡匹配,分辨率較高,有專用接口,但價格較貴,如日本OLYMPUSDP10數(shù)碼顯微照相機,專門適用于OLYMPUS顯微鏡,其最高分辨率為131萬像素(12801024)。還有美國Pixera120es數(shù)碼顯微照相機,最高分辨率為120萬像素(1260960),美國PolaroidDMC數(shù)碼顯微照機相,最高分辨率為192萬像素(16001200)。(3)用普通數(shù)碼相機代替專用顯微數(shù)碼相機與顯微鏡匹配,分辨率最高,如日本NIKONCOOLPIX990,最高分辨率為315萬像素(20481536)。而且這類相機由于貿易因素,更新?lián)Q代及分辨率進步的速度和頻率均高于專業(yè)數(shù)碼相機,使用普通數(shù)碼相機可以享用最新的科技成果,同時可以用較低的本錢對關鍵設備進行更新。但是,普通數(shù)碼相機不可能有現(xiàn)成的接口與顯微鏡匹配,這必須另外制作。因該接口不僅涉及精密加工,而且必須滿足同步聚集成像、放大倍率等光學題目,技術含量較高,必須委托專業(yè)公司制作。此外,目前國內使用數(shù)字化圖像處理系統(tǒng)的顯微鏡,一般以高倍率為主,而從“宏觀—低倍—高倍”完整系列的金相實驗室圖像數(shù)字化處理系統(tǒng)則少見。 系統(tǒng)設計思路通過市場調研,結合本實驗室情況及工作性質,形成了如下設計思路。(1)鑒于技術中心金相實驗室兼有科研和檢