专利名称：检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统、方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气设备电磁干扰检测技术领域，尤其是涉及一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统、方法及其装置。
背景技术：
伴随着电子技术的快速发展，大量的电气设备在工程机械领域得到了广泛地应用，使工程机械向着高性能、智能化方向发展。但是，大量的电气设备在工程机械领域中应用的同时，也带来了大量的电磁干扰问题，其中电磁瞬态骚扰就是电磁干扰中的一种。电气设备的电磁瞬态骚扰是指电气设备在其电源回路导通或断开的瞬间，会产生瞬态脉冲骚扰电压，其中瞬态脉冲骚扰电压的峰值以及频率与电气设备的阻抗特性有关。这些高频脉冲电磁瞬态骚扰信号可能会影响电气·设备的正常功能，严重时还会导致电气设备的功能失效或损坏。因此，有必要对电气设备进行电磁瞬态骚扰测试，以为研究电气设备所产生的电磁瞬态骚扰信号以及该骚扰信号对其它电气设备的影响程度提供参考依据。目前，通常使用示波器对电气设备工作过程中的电磁瞬态骚扰信号进行测量，测量过程为将示波器的探头直接接入电气设备中的被测回路，然后由人工根据示波器测量显示的波形信息分析是否产生电磁瞬态骚扰以及电磁瞬态骚扰的程度等等。但是，使用示波器对电器设备的电磁瞬态骚扰信号进行测量，却存在如下缺陷第一，由于测量过程中需要将示波器的探头直接接入电气设备中的被测回路中，这样示波器本身的输入电阻、电容和电感会对被测电路和被测信号产生影响，尽管可通过提高探头的性能以及根据具体测试对象使用匹配接近的探头来降低影响程度，但是都不可避免的会给被测电路和被测信号带来影响，从而影响测量的准确性。第二，由于只是由人工根据示波器测量显示的波形信息分析是否产生电磁瞬态骚扰以及电磁瞬态骚扰的程度等等，因此这种依赖人为主观分析因素的方式也势必会影响测量的准确性，且分析需要花费大量人力资源，因此测量效率也比较低。
发明内容
本发明实施例提供一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统、方法及其装置，用以解决现有技术中使用示波器对电气设备电磁瞬态骚扰信号进行测量时，测量准确性和效率存在不足的问题。为解决上述问题，本发明实施例提供了一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统，包括信号采集设备，连接于待检测电气设备的电源回路，用于从待检测电气设备的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号；控制设备，用于对信号采集设备采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；输出设备，用于将控制设备得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。相应地，本发明实施例还提供了一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的方法，包括获得由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的电磁瞬态骚扰信号；对获得的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；将处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。相应地，本发明实施例还提供了一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的装置，包括信号接收模块，用于获得由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的电磁瞬态骚扰信号；信号分析模块，用于对信号接收模块获得的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；信息输出模块，用于将信号分析模块处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统，通过使用信号采集设备连接电气设备的电源回路，并从连接的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号，避免了现有技术中使用示波器检测电磁瞬态骚扰信号时需要将示波器的探头直接接入电气设备中的被测回路中，示波器本身的输入电阻、电容和电感会对被测电路和被测信号产生影响的问题；此外，本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统使用控制设备可·以自动对采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值，并由输出设备输出，因此也避免了现有技术中使用示波器检测电磁瞬态骚扰信号时，只是由人工根据示波器测量显示的波形信息分析是否产生电磁瞬态骚扰以及电磁瞬态骚扰的程度等等，使得依赖人为主观分析因素的方式转换为自动分析方式，因此从整体上提高了对电气设备电磁瞬态骚扰信号进行测量的准确性，并提高了测量效率。
下面将结合各个附图对本发明实施例的具体实现方式进行具体且详尽的阐述，其中在各个附图中图I为本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统结构示意图；图2为本发明实施例中信号采集设备采集电磁瞬态骚扰信号的过程流程图；图3为单峰波形示意图；图4为震荡波形不意图；图5为本发明实施例中控制设备对波形信号进行预处理的具体处理流程图；图6为本发明实施例中控制设备在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定参数的参数值的处理过程流程图；图7为扫描振荡波形信号得到的参数信息示意图；图8为本发明实施例中采用显示器件显示检测得到的设定参数的参数值的波形示意图；图9为本发明实施例中控制设备对检测结果进行统计分析的处理流程图；图10为本发明实施例中控制设备对检测结果进行脉冲骚扰评判的处理流程图；图11为本发明实施例中控制设备的具体控制原理示意图；图12为本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的方法的具体实现流程图；图13为本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的装置的组成结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例的目的是针对现有技术中使用示波器对电气设备进行电磁瞬态骚扰信号的测试所存在的测试准确性较低的问题，提供一套自动对电气设备的电磁瞬态骚扰信号进行智能测试的系统，用来准确获取电气设备在工作时产生的电磁瞬态骚扰信号，从而完成自动采集电磁瞬态骚扰信号、并对采集到的电磁瞬态骚扰信号自动进行分析处理，并将自动分析处理结果输出，从而从整体上提高测试的准确性和效率。其中本发明实施例这里提及的电气设备可以是车载电气设备，也可以是固定电气设备等，电气设备可以但不限于包括继电器等设备。下面将结合各个附图对本发明实施例的具体实施方式
进行详尽的阐述。如图I所示，为本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统结构示意图，具体包括电源隔离设备10、信号采集设备20、控制设备30、输出设备40、信息存储设备50和外部信息输入设备60，其中各个组成设备的具体作用如下 电源隔离设备10，连接于待检测电气设备的电源回路和信号采集设备20之间，用于对电源回路中的电源信号和被测电磁瞬态骚扰信号进行隔离和滤波处理，以阻止电源信号中的干扰信号对被测电磁瞬态骚扰信号的影响，从而保证采集的电磁瞬态骚扰信号的准确性。具体地，如图I所示，电源隔离设备10的第一端子I和第二端子2分别连接在待检测电气设备中用以连接电源线正负极的端口上，电源隔离设备10的第三端子3和第四端子4分别连接在为待检测电气设备供电的电源的正负极上。本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统，由于使用了这里所述的电源隔离设备10，因此可以有效地避免现有技术中使用示波器对电气设备的电磁瞬态骚扰信号进行采集时，电源信号中的干扰信号对被测电磁瞬态骚扰信号的影响，使得采集得到的电磁瞬态骚扰信号更加准确。当然如果不考虑采集到的电磁瞬态骚扰信号的准确性，本发明实施例提出的检测系统中也可以不包含该电源隔离设备10，由信号采集设备20直接连接到电气设备的电源回路中，对电源回路中的电磁瞬态骚扰信号进行采集。控制设备30，可以是中央处理器件，比如可以是CPU芯片或DSP芯片等，用于控制信号采集设备20、输出设备40、信息存储设备50等各设备的工作过程。信号采集设备20，其可以采用面向仪器系统的PCI扩展(PXI，PCI extensions forInstrumentation)采集卡,该信号采集设备20可以通过同轴电缆与电源隔离设备10连接，用于在控制设备30的控制作用下，完成对待检测电气设备的电源回路中的电磁瞬态骚扰信号的采集，从而有效地避免了像现有技术中使用示波器对电气设备中的电源回路中的电磁瞬态骚扰信号进行采集时，需要将示波器的探头直接接入电气设备中的被测回路中，从而导致示波器本身的输入电阻、电容和电感会对被测电路和被测信号产生影响，因此采用本发明实施例提出的测试系统，采集和检测到的电磁瞬态骚扰信号会更加准确。如果信号采集设备20使用PXI采集卡来实现时，由于PXI采集卡具有较高的带宽，可高达几Ghz，因此可以较好地实现电磁瞬态骚扰信号的采集，以完全满足电气设备的相关测试需求。如图2所示，为本发明实施例所提出的检测系统中信号采集设备30采集电磁瞬态骚扰信号的过程流程图，其具体采集过程包括步骤21，开始；步骤22，对信号采集设备进行初始化操作；
步骤23，设置信号采集设备要采集的信号参数；步骤24，判断参数设置是否成功，如果没有成功，则返回步骤23继续设置信号采集设备要采集的信号参数，否则执行步骤25 ；步骤25，信号采集设备根据设置的要采集的信号参数，在待检测电气设备的电源回路中开始采集电磁瞬态骚扰信号；步骤26，信号采集设备在待检测电气设备的电源回路中持续采集电磁瞬态骚扰信号;步骤27，信号采集设备判断是否完成信号的采集，如果没有采集完成，则返回步骤26继续采集电磁瞬态骚扰信号，否则执行步骤28 ；步骤28，判断是否还需要在待检测电气设备的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号，如果不需要，则结束信号采集过程，否则执行步骤29 ；步骤29，判断是否需要重新设置信号采集设备要采集的信号参数，如果需要，则返回重新执行步骤23中的设置信号采集设备要采集的信号参数，否则返回步骤25继续控制信号采集设备在待检测电气设备的电源回路中开始采集电磁瞬态骚扰信号。控制设备30，用于对信号采集设备20采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值。具体地，控制设备30，用于分别将信号采集设备20采集到的每个电磁瞬态骚扰信号转换成预定的波形信号，并通过对转换处理后的每个预定波形信号进行小波分解和系数量化处理以滤除其中的背景噪声，以及在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定的参数值。其中在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取的设定特征参数值可以但不限于包括波峰(或波谷)到设定的参考电平的电压值Us,由10%US上升到90%US的时间差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的时间差值Td0更进一步地，控制设备30对信号采集设备20采集到的电磁瞬态骚扰信号进行的相应处理包括预先的波形参数设置、采集信号的预处理操作、脉冲骚扰波形特征参数值的提取操作、特征参数值的统计分析操作和脉冲骚扰评判、瞬态脉冲骚扰测试报告生成等操作。具体地，预先的波形参数设置是指在控制设备30中预先设定当前需要分析的骚扰波形的类型参数，其中波形类型可以包括单峰骚扰波形和震荡骚扰波形。如图3所示，为单峰波形示意图，如图4所示，为震荡波形示意图。图3和图4中分别示意出了波峰(或波谷)到设定的参考电平的电压值US，由10%US上升到90%US的时间差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的时间差值Td。控制设备30按照预先设定的当前需要分析的骚扰波形的类型参数，分别将信号采集设备20采集到的每个电磁瞬态骚扰信号转换成预定的波形信号后，再执行分别对转换后的每个预定的波形信号执行预处理操作，具体地可以通过多辨率的小波分析方法对转换成的波形信号进行处理，以达到较好地滤除波形信号中的背景噪声的效果。即针对转换后的预定波形信号，采用小波分析方法进行去除底噪预处理，降噪过程主要执行首先对转换后的预定波形信号进行小波分解；由于噪声部分通常包含在分解后的信号中的高频系数中，因此要对小波分解后的信号中的高频部分进行量化处理，并将量化处理后的系数和预定门限阈值进行比较；最后再根据比较结果进行信号重构以达到降噪的目的。具体地，如图5所示，为控制设备30对波形信号进行预处理的具体处理流程图，具体的预处理过程如下步骤51，选取转换后的预定波形信号；步骤52，在选取的波形信号中选定典型小波信号；步骤53，按照设定的小波分解层次数N，对选定的小波信号使用小波函数进行N层分解，提取分解后的每层系数中的高频系数和低频系数；步骤54，针对分解得到的第I层至第N层的每一层高频系数，选择一个阈值进行阈值量化处理，常用的阈值函数包括硬阈值函数，软阈值函数，Garrote阈值函数以及 Semisoft阈值函数等。阈值的选取方法包括采用固定的阈值形式、最小极大方差阈值、基于Stein无偏似然估计(SURE)的软阈值估计、选择启发式阈值(heursure)。判断分解得到的每一层高频系数是否大于选择的高频阈值，如果大于，执行步骤55，否则执行步骤56 ；步骤55,保留该层的高频系数；步骤56，将该层的高频系数置零；步骤57，根据小波分解得到的每层低频系数和经过量化处理后的每层高频系数，进行小波重构处理，从而得到去除了背景噪声的波形信号。在上述滤除了每个波形信号中的背景噪声之后，控制设备30就可以进而在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定的参数值。其中电骚扰特征波形信号也可以分为单峰波形信号和震荡波形信号，由于震荡波形信号中包含了单峰波形信号中的所有特征参数，因此这里就以震荡波形特征参数提取过程为例来介绍设定特征参数值的提取过程。如上述图3、图4中对参数Us、Tr和Td的定义，可以按照图6所示的处理过程来在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定的参数值，其具体实现过程包括步骤61，获得振荡波形信号中的中心电压，并求取振荡波形信号中的所有峰值点位置坐标信息。具体地，被检测的震荡波形信号以外的数据段可以认为是电压稳定值，也就是振荡波形信号的中心电压，可以直接获取。对于给定的震荡波形信号f”x=0 (x>=0)，理论上对于每个波形的峰值点，该函数的一阶导数和二阶导数将满足如下关系式fx' =0 (x>=0)................................. (I)fx" > 或者 fx" >0 (x>=0)................................. (2)研究表明，采用扫描法可有效检测波形信号的峰值点，如图7所示，为扫描振荡波形信号得到的参数信息示意图，其中I)根据振荡波形信号的最大值fxmax、fxmix和震荡波形信号的中心电压Ub，求取振荡波形信号的波峰(或波谷)到设定的参考电平的电压值Us Us=max (abs (fxmax-Ub), abs (fxmin-Ub))；2)分别以图7中所示的虚线矩形区域Ueik^UsO). I彡k彡I)、U2=±k2*Us(0. l^k^l)对所有波形信号进行界定处理，可获得幅值处于矩形区域以外的信号所在的时间区域，从而分别获取所有振荡波形信号的最大振荡脉冲区域[CvLdl](i=l...n)以及振荡波形信号的所有振荡峰值区域[4,=在每个矩形区
域中，可得到所有区域中的峰值点坐标值，坐标值具体包括相应的峰值/ (i=l.....m) ,/2'(j=l.....m)以及对应的时刻点 i (i=l.....n) Jj2 (j=l.....m)。步骤62，根据求取的振荡波形信号中的所有峰值点位置坐标信息，依据各个峰值点之间分别对应的时刻点的时间间隔对各个峰值点电压进行分组，各组分别为一次震荡波形信号的所有峰值点位置信息；具体地，结合上述实例，在区域[匕 2匕](j=l. · · m)中，虽然可能包含某振荡波
形信号峰值亚于最大振荡峰值，但对于同一峰值点时刻，其相邻时刻点的时间差分别为Mi=IiC1-Iil (i=l...n-l),(」=1...!11-1)，如果满足条件糾％《+￡ 那可认为该峰值即为本次振荡波形信号中的最大峰值点(k-1. ... p，P < η)，其中ε为计算误差； 在获得了本次振荡波形信号中的最大峰值点值后，就可以直接对所有的穴(j=l.....m)进行分组，每一组由一个最大峰值点// (k-1.... P, P ^ η)以及多个本次振荡波形信号中的峰值点A (j=l.....m)组成。步骤63，针对分组后的每一次振荡波形信号，根据该次振荡波形信号中的中心电压和峰值点的值，求得该次振荡波形信号中的波峰(或波谷)到设定的参考电平的电压值Us,由10%US上升到90%US的时间差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的时间差值Td0对于每个分组中的单个区间，电压值在每个区间中均形成单峰波形，因此在本次振荡波形信号区间内，可以进而确定波峰(或波谷)到设定的参考电平的电压值us，由10%US上升到90%US的时间差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的时间差值Td，其中Us=max (abs (fxmax_Ub)，abs (fxmin_Ub))；Tr=(t0.9Us_t0.1Us)；Td-(ta 1Us⑵-ta 1Us ⑴)；其中tQ.9Us、t0.1Us分别为单个区间内，波形信号左边幅值为O. 9Us、0. IUs时分别对应的时刻值，可根据该单个区间内的波形函数fx求得；taius⑴、taiUs⑵分别为单个区间内、波形信号左右两边边幅值为O. IUs时分别所对应的时间，也可以根据该单个区间内的波形函数fx求得。步骤64，根据相邻振荡波形信号的起始位置分别求得振荡发生重复的时间Tl，并分别求取每个重复的时间Tl内的一个震荡波形信号中的波峰(或波谷)到设定的参考电平的电压值Us,由10%US上升到90%US的时间差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的时间差值Td。输出设备40，用于在控制设备30的控制作用下，将控制设备30处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。具体地，输出设备40可以但不限于采用显示器件将控制设备30处理得到的设定参数的参数值输出显示给用户查看。采用显示器件主要便于现场测试人员快速、直观地获取测试结果，通过键盘进行相关操作，直接读取时域、频域内的波形信息，脉冲骚扰特征波形信息以及相关参数的参数特征值，相关参数的统计分析结果以及脉冲骚扰评判结果等信息。如图8所示，为采用显示器件显示检测得到的设定参数的参数值的波形示意图。
更进一步地，上述的控制设备30还可以具体求取针对每个波形信号分别提取到的Us的平均值、针对每个波形信号分别提取到的Tr的平均值和针对每个波形信号分别提取到的Td的平均值，然后由输出设备40将控制设备30求得的Us平均值、Tr平均值和Td平均值进行输出处理。此外，控制设备30还可以进而求取针对每个波形信号分别提取到的Us的方差值、针对每个波形信号分别提取到的Tr的方差值和针对每个波形信号分别提取到的Td的方差值，以及各个参数值的分布规律等，其中分布规律包括参数分布范围以及分布直方图等信息。这个过程可以称之为对检测结果的统计分析过程，其统计分析的处理流程如图9所示。
更进一步地，上述控制设备30，还具体用于针对每个波形信号，将在该波形信号中提取的设定参数的参数值和标准电磁瞬态骚扰信号波形的设定特征参数值进行比较，若比较结果为误差在规定范围内时，确定该波形信号为标准的电磁瞬态骚扰信号，否则确定该波形信号为特殊的电磁瞬态骚扰信号；然后由输出设备40将控制设备30确定出的各个标准电磁瞬态骚扰信号和特殊电磁瞬态骚扰信号输出。这个过程可以称之为对检测结果的脉冲骚扰评判过程，其脉冲骚扰评判的处理流程如图10所示，具体实现过程包括 步骤101，选择某个电磁瞬态骚扰波形信号中的特征参数值；步骤102，将选择的特征参数值与标准的电磁瞬态骚扰信号的特征参数值进行对比；其中标准的电磁瞬态骚扰信号可以为ISO 7637-2-2004波形信号；步骤103，判断对比结果是否在允许的误差范围内，如果在，执行步骤104，否则执行步骤105 ；步骤104，确定该电磁瞬态骚扰波形信号为标准的电磁瞬态骚扰信号，至此处理过程结束；步骤105，确定该电磁瞬态骚扰波形信号为特殊的电磁瞬态骚扰信号，至此处理过程结束。另一方面，本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统中的控制设备30还可以控制信号采集设备20将采集到的电磁瞬态骚扰信号和/或控制设备30将处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定参数的参数值存储到信息存储设备50中；控制设备30，还可以用于从信息存储设备50存储的信息中导出信号采集设备20采集到的电磁瞬态骚扰信号和/或控制设备30处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定参数的参数值。具体地，信息存储设备50主要用于实现对测试结果的存储以及测试结果的导入、导出等功能。存储的信息包括信号采集设备20采集到的原始信号和/或控制设备30分析处理后的各种波形信号的特征值等，配合键盘等外设可以方便实现信号、波形的存储、删除等功能。信息存储设备50可以为寄存器或缓存器等等。本发明实施例提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统中的外部信息输入设备60，其通过外部接口与控制设备30连接，具体地，用户可以通过该外部信息输入设备60向控制设备30输入相应的操作指令，命令控制设备30在用户输入的相应指令下控制信号采集设备20和输出设备40执行相应的操作。其中外部信息输入设备60可以但不限于包括键盘外设、鼠标等外部信息输入设备。另外，控制设备30还可以将处理、分析后的结果通过一个报表完整的进行记录，记录的内容包括测试对象、测试环境、测试时间、骚扰波形信号的特征参数值、统计分析结果、脉冲骚扰评判结果，输出设备40可以定期地将记录的报表输出给用户查看。综上可见，本发明系统实施例中的控制设备30可以控制信号采集设备20、输出设备40、信息存储设备50和信息导出设备60的具体工作过程，具体控制示意图如图11所示。其中信号采集设备20实现脉冲骚扰信号的采集与转换；控制设备30完成对采集到的信号进行分析处理；输出设备40完成测试结果的显示、人机交互等操作；信息存储设备50主要完成指定信号的保存记录、以及信息的导入导出等功能。相应地，本发明实施例还提出一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的方法，其具体实现过程如图12所示,具体包括步骤121，将本发明上述提出的检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统进行初始化操作；步骤122，在初始化后，选择采集信号所使用的采集通道，并进行预先的参数设置； 步骤123，激活预先的设置；步骤124，基于选择的采集通道和设置的参数，获得电磁瞬态骚扰信号，其中该电磁瞬态骚扰信号是通过信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的；此外，在信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号的过程中，还可以进而过滤掉电源回路中的干扰信号；步骤125，对获得的信号进行存储，然后分别并行执行步骤126和步骤128 ；步骤126，对获得的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；其中对采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值，可以具体包括分别将信号采集设备采集到的每个电磁瞬态骚扰信号处理成预定波形信号，并通过对处理后的每个预定波形信号进行小波分解和系数量化处理以滤除背景噪声，以及在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定特征参数值。步骤127，将处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出；步骤128，判断是否需要开始下一次测试，如果需要，则继续返回执行步骤122，否则处理流程结束。在上述完成步骤126之后，还可以针对每个波形信号，将在该波形信号中提取的设定特征参数值和标准电磁瞬态骚扰信号波形的设定特征参数值进行比较；若比较结果为误差在规定范围内时，则确定该波形信号为标准电磁瞬态骚扰信号，否则确定该波形信号为特殊电磁瞬态骚扰信号；进而还可以在步骤127中将确定出的标准电磁瞬态骚扰信号和特殊电磁瞬态骚扰信号进行输出处理。其他具体实现原理请参照上述本发明实施例系统中的各个具体实现环节信息，在此不再过多赘述。相应地，本发明实施例还提出了一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的装置，如图13所示，为该装置的具体组成结构示意图，具体包括信号接收模块131，用于获得由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的电磁瞬态骚扰信号，更进一步地，该信号接收模块131获得的电磁瞬态骚扰信号还可以是由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的已过滤掉电源回路中干扰信号的电磁瞬态骚扰信号。信号分析模块132，用于对信号接收模块131获得的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；具体地，该信号分析模块132，可以具体分别将信号采集设备采集到的每个电磁瞬态骚扰信号处理成预定波形信号，并通过对处理后的每个预定波形信号进行小波分解和系数量化处理以滤除背景噪声，以及在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定特征参数值。此外，该信号分析模块132，还可以进而针对每个波形信号，将在该波形信号中提取的设定特征参数值和标准电磁瞬态骚扰信号波形的设定特征参数值进行比较，若比较结果为误差在规定范围内时，则确定该波形信号为标准电磁瞬态骚扰信号，否则确定该波形信号为特殊电磁瞬态骚扰信号。信息输出模块133，用于将信号分析模块132处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出，进而还可以将该信号分析模块132确定出的标准电磁瞬态骚扰信号和特殊电磁瞬态骚扰信号输出。其他具体实现原理请参照上述本发明实施例系统中的各个具体实现环节信息，在 此不再过多赘述。通过对本发明实施例的具体介绍，可见本发明实施例的目的就是针对现有技术中使用示波器对电气设备进行电磁瞬态骚扰信号进行测试时所存在的一些不足，提供一套智能的电气设备电磁瞬态骚扰信号的测试系统，用来准确获取电气设备工作时所产生的电磁瞬态脉冲骚扰信号，以自动实现数据的采集、处理、存储、特征波形提取、特征参数的统计分析、脉冲骚扰评判、瞬态脉冲骚扰测试报告生成等功能。与现有技术中使用示波器对电气设备进行电磁瞬态骚扰信号进行测试相比，本发明实施例提供的方案具有I、由于使用了电源隔离设备，由此解决了使用示波器进行现场测试时，电源信号中的瞬态干扰信号对测试信号的影响。2、由于采用了 PXI采集卡进行信号的采集，因此很好地解决了因示波器探头本身的输入电阻、电容、电感对被测电路和被测信号的影响。3、该测试系统集成了自动的数据采集与处理、瞬态脉冲波形特征值与特征波形的提取、特征值的统计分析、脉冲骚扰评判等操作；并增加了图形、信息的自动显示、数据存储、导出功能，并具有较好的人机交互功能，能给测试分析人员提供所需获取的测试分析结果，并生成相应的脉冲骚扰测试报告。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统,其特征在于,包括 信号采集设备，连接于待检测电气设备的电源回路，用于从待检测电气设备的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号； 控制设备，用于对信号采集设备采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值； 输出设备，用于将控制设备得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括 电源隔离设备，连接在待检测电气设备的电源回路和信号采集设备之间，用于在信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号的过程中，过滤所述电源回路中的干扰信号。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于分别将信号采集设备采集到的每个电磁瞬态骚扰信号处理成预定波形信号，并通过对处理后的每个预定波形信号进行小波分解和系数量化处理以滤除背景噪声，以及在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定特征参数值。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取波峰或波谷到参考电平的电压值Us、由10%US上升到90%US的时间差值Tr和由10%US上升到波峰再下降到10%US的时间差值Td。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还具体用于求取针对每个波形信号提取的Us的平均值、针对每个波形信号提取的Tr的平均值和针对每个波形信号提取的Td的平均值，并将求取的Us的平均值、Tr的平均值和Td的平均值作为采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值。
6.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述控制设备，还具体用于针对每个波形信号，将在该波形信号中提取的设定特征参数值和标准电磁瞬态骚扰信号波形的设定特征参数值进行比较，若比较结果为误差在规定范围内时，则确定该波形信号为标准电磁瞬态骚扰信号，否则确定该波形信号为特殊电磁瞬态骚扰信号； 输出设备，还用于将控制设备确定出的标准电磁瞬态骚扰信号和特殊电磁瞬态骚扰信号输出。
7.如权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括 信息存储设备，所述信号采集设备将采集到的电磁瞬态骚扰信号和/或控制设备将处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值存储到信息存储设备； 所述控制设备，还用于从信息存储设备存储的信息中导出信号采集设备采集到的电磁瞬态骚扰信号和/或控制设备处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值。
8.如权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括 外部信息输入设备，通过外部接口与控制设备连接，用于向控制设备输入相应指令，所述控制设备在输入的相应指令下控制信号采集设备和输出设备执行相应操作。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信号采集设备为面向仪器系统的PCI扩展PXI采集卡； 所述输出设备为显示器件； 所述外部信息输入设备为键盘外设和/或鼠标外设。
10.一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的方法，其特征在于，包括获得由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的电磁瞬态骚扰信号；对获得的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；将处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，获得的电磁瞬态骚扰信号是由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的已过滤掉干扰信号的电磁瞬态骚扰信号。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，对采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值，包括分别将信号采集设备采集到的每个电磁瞬态骚扰信号处理成预定波形信号，并通过对处理后的每个预定波形信号进行小波分解和系数量化处理以滤除背景噪声；以及在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定特征参数值。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括针对每个波形信号，将在该波形信号中提取的设定特征参数值和标准电磁瞬态骚扰信号波形的设定特征参数值进行比较；若比较结果为误差在规定范围内时，则确定该波形信号为标准电磁瞬态骚扰信号，否则确定该波形信号为特殊电磁瞬态骚扰信号；将确定出的标准电磁瞬态骚扰信号和特殊电磁瞬态骚扰信号输出。
14.一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的装置，其特征在于，包括信号接收模块，用于获得由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的电磁瞬态骚扰信号；信号分析模块，用于对信号接收模块获得的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；信息输出模块，用于将信号分析模块处理得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述信号接收模块获得的电磁瞬态骚扰信号是由信号采集设备从待检测电气设备的电源回路中采集到的已过滤掉电源回路中干扰信号的电磁瞬态骚扰信号。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述信号分析模块，具体用于分别将信号采集设备采集到的每个电磁瞬态骚扰信号处理成预定波形信号，并通过对处理后的每个预定波形信号进行小波分解和系数量化处理以滤除背景噪声，以及在每个滤除了背景噪声的波形信号中提取设定特征参数值。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述信号分析模块，还用于针对每个波形信号，将在该波形信号中提取的设定特征参数值和标准电磁瞬态骚扰信号波形的设定特征参数值进行比较，若比较结果为误差在规定范围内时，则确定该波形信号为标准电磁瞬态骚扰信号，否则确定该波形信号为特殊电磁瞬态骚扰信号；所述信息输出模块，还用于将所述信号分析模块确定出的标准电磁瞬态骚扰信号和特殊电磁瞬态骚扰信号输出。
全文摘要
本发明公开了一种检测电气设备电磁瞬态骚扰信号的系统、方法及其装置，其中系统包括信号采集设备，连接于待检测电气设备的电源回路，用于从待检测电气设备的电源回路中采集电磁瞬态骚扰信号；控制设备，用于对信号采集设备采集到的电磁瞬态骚扰信号进行处理分析，得到采集到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值；输出设备，用于将控制设备得到的电磁瞬态骚扰信号的设定特征参数值输出。实施本发明方案，可以解决现有技术中使用示波器对电气设备电磁瞬态骚扰信号进行测量时，测量准确性和效率存在不足的问题。
文档编号G01R31/00GK102928691SQ20121038225
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者刘振兴, 曾杨, 于晓颖, 习可, 兰征 申请人:中联重科股份有限公司