一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统，包括：振动采集装置，包括：多个分别设置在待检测机组相应部位的振动传感器；所述振动传感器包括：永磁体底座、设置在所述永磁体底座上的振动腔体、设置在所述振动腔体底部的振动传感单元，和用于定位该振动传感器的点定位装置；处理装置，用于收集所述振动采集装置所收集的信号，并据此对待检测机组进行相应的控制。
【专利说明】一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统。
【背景技术】
[0002]目前国内外对机械故障时域和频域现有诊断系统中故障特征提取和分类难以及在线诊断难的情况，由于设备故障造成安全事故，造成重大损失。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统，有效解决现有诊断装置中故障信号分类不准确、诊断时间长的问题。本实用新型具有对工业机组出现的单一故障、复合故障和早期故障进行有效的检测功能，准确率达98%以上，可同时对多个机组进行故障检测。
[0004]对此，本实用新型提供一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统，包括:振动采集装置，包括:多个分别设置在待检测机组相应部位的振动传感器；所述振动传感器包括:永磁体底座、设置在所述永磁体底座上的振动腔体、设置在所述振动腔体底部的振动传感单元，和用于定位该振动传感器的点定位装置；处理装置，用于收集所述振动采集装置所收集的信号，并据此对待检测机组进行相应的控制。
[0005]其中，所述点定位装置是指，例如，采用一个螺栓，该螺栓点位置固定，而振动传感器能够绕该点转动。
[0006]所述振动腔体，是指具有内部空间的壳体，不仅能够容纳振动传感单元，而且能够有效的收集振动信号。
[0007]相应的，本实用新型还提供一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统的故障诊断方法，包括:振动信号采集步骤，将所述振动传感器设置在待检测机组相应部位，用于采集振动信息；特征提取步骤，对所述振动传感器采集的振动信号进行分析处理，得到故障特性参数；匹配判断步骤，将所述特征提取步骤中的故障特性参数与所述服务器中预先存储的故障数据进行匹配；存入知识库步骤，将所述匹配判断步骤中匹配失败的故障特性参数存入知识库；免疫检测器更新步骤，将所述存入知识库步骤中新存储的故障特性参数存储到免疫检测器，以更新免疫检测器；诊断故障及类型步骤，将所述匹配判断步骤中的匹配成功结果在所述监控计算机中显示出来。
[0008]基于免疫检测器是指，针对生产车间的操作台大量使用的、相互关联的机器部件，通过构造一种符合人工免疫系统多样性、分布性原理的高效的、快捷的免疫检测器，通过抗体集的进化来获得最优抗体，得到最佳识别能力的新特征指标，解决分类能力不足的问题。
[0009]本实用新型作为该免疫检测器的核心，主要是获取生产车间的操作台大量使用的、相互关联的机器部件的各种故障特征信息。如何有效的获取各种故障特征信息，是基于免疫检测器的智能故障诊断系统有效性的关键之一。
[0010]一般来说，机器的故障与否，与其各部位的振动高度相关，本实用新型所设定的测量参数是，振动。该测量要求选用对故障反映最敏感的诊断参数来进行测量，这种参数被称为“敏感因子”就是当机器状态发生小量变化时特征参数却发生较大的变化。
[0011]所述处理装置能够通过构造一种符合人工免疫系统多样性、分布性原理的高效的、快捷的免疫检测器，通过抗体集的进化来获得最优抗体，得到最佳识别能力的新特征指标，解决分类能力不足的问题。
[0012]把系统内嵌在生产车间的操作台上即可使用，方便、易实现，可实现同时对多个工业机组的监测和诊断。从系统运行的情况看，能有效监测和诊断机组故障，保证设备正常运行的要求。
[0013]选择布置测点要求:①对振动反应敏感点，尽可能靠近振源，避开或减少信号在传递通道上的界面、空腔或隔离物(如密封填料等)，最好让信号成直线传播，减少信号在传递过程中的能量损耗。②选择振动信号比较集中的部位，以便获得更多的状态信息。③所选测点要服从于诊断目的，诊断目的不同，测点也应随之改换位置。④测点必须有足够的空间用来安置传感器，并保证有良好的接触。测点部位还应有足够的刚度。⑤由于现场振动测量是在设备运转的情况下进行的，所以在安置传感器时必须确保人身和设备安全。通常轴承是首选测点，此外，设备的地脚、机壳、缸体、进出口管道、阀门、基础等部位也是振动的常设测点。
[0014]采用上述技术方案，由于采用永磁体底座能够方便的与被测部位相连接，而使用点定位装置安装也很简便，便于安装。更重要的是，经过试验表明，采用永磁体底座连接被测部位有利于更有效的测量出振动。但是，在长期振动的环境下，永磁体底座会产生位移，影响监测精度，因此同时增加了一个点定位装置，能够使得该振动传感器在一定范围内，不至于偏离太远，减少了维护成本，同时，该范围也成为一个监测参数，能够反映机器的工作状况。经过试验表明，采用了振动腔体能够获得更佳的检测效果。
[0015]优选的，所述振动传感器采用加速度传感器。
[0016]优选的，所述加速度传感器频率范围为10至ΙΟΟΚΗζ。
[0017]采用上述技术方案，由于振动测量要求选用对故障反映最敏感的诊断参数来进行测量，这种参数被称为“敏感因子”，就是当机器状态发生小量变化时特征参数却发生较大的变化。因此对每一个故障信号确定一个敏感因子是不可能的。根据诊断对象振动信号的频率特征来选择诊断参数，常用的振动测量参数有加速度、速度、位移，一般按下列原则选用:低频振动〈100Hz采用位移；中频振动10?1000Hz采用速度；高频振动>1000Hz采用加速度。加速度传感器的频率响应范围为IOKHz比较宽，所以现场测量时在没有特殊要求的情况下，常用它同时测量位移、速度、加速度三个参数，基本上能满足要求。
[0018]优选的，所述处理装置包括:服务器，与所述振动采集装置连接，用于储存所述振动采集装置采集的故障数据；和监控计算机，与所述服务器连接，用于显示所述振动采集装置采集的故障数据。
[0019]采用上述技术方案，系统具有对工业机组出现的单一故障、复合故障和早期故障进行有效的在线检测、在线诊断，有效解决现有诊断系统中诊断时间长的问题。
[0020]与现有技术相比，本实用新型的优点在于，本实用新型具有在线监测、在线诊断功能，能对机组出现的单一故障、复合故障、早期故障进行有效的监测和诊断，诊断准确率为98%以上，同时具有在线性、实时性、快速性的特点；把系统内嵌在生产车间的操作台上即可使用，方便、易实现，可实现同时对多个工业机组的监测和诊断。从系统运行的情况看，能有效监测和诊断机组故障，保证设备正常运行的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型基于免疫检测器的智能故障诊断系统一种实施例的示意图；
[0022]图2是本实用新型基于免疫检测器的智能故障诊断系统另一种实施例的示意图；
[0023]图3是本实用新型基于免疫检测器的智能故障诊断系统另一种实施例的示意图；
[0024]图4是本实用新型基于免疫检测器的智能故障诊断方法一种实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明:
[0026]如图1、2所示，振动采集装置1，包括:多个分别设置在待检测机组相应部位的振动传感器11 ;所述振动传感器11包括:永磁体底座111、设置在所述永磁体底座111上的振动腔体112、设置在所述振动腔体112底部的振动传感单元113，和用于定位该振动传感器11的点定位装置114 ;处理装置2，用于收集所述振动采集装置I所收集的信号，并据此对待检测机组进行相应的控制。
[0027]其中，所述点定位装置114是指，例如，采用一个螺栓，该螺栓点位置固定，而振动传感器能够绕该点转动。
[0028]所述振动腔体112,是指具有内部空间的壳体,不仅能够容纳振动传感单元113,而且能够有效的收集振动信号。
[0029]基于免疫检测器是指，针对生产车间的操作台大量使用的、相互关联的机器部件，通过构造一种符合人工免疫系统多样性、分布性原理的高效的、快捷的免疫检测器，通过抗体集的进化来获得最优抗体，得到最佳识别能力的新特征指标，解决分类能力不足的问题。
[0030]本实用新型作为该免疫检测器的核心，主要是获取生产车间的操作台大量使用的、相互关联的机器部件的各种故障特征信息。如何有效的获取各种故障特征信息，是基于免疫检测器的智能故障诊断系统有效性的关键之一。
[0031]一般来说，机器的故障与否，与其各部位的振动高度相关，本实用新型所设定的测量参数是，振动。该测量要求选用对故障反映最敏感的诊断参数来进行测量，这种参数被称为“敏感因子”就是当机器状态发生小量变化时特征参数却发生较大的变化。
[0032]所述处理装置2能够通过构造一种符合人工免疫系统多样性、分布性原理的高效的、快捷的免疫检测器，通过抗体集的进化来获得最优抗体，得到最佳识别能力的新特征指标，解决分类能力不足的问题。
[0033]把系统内嵌在生产车间的操作台上即可使用，方便、易实现，可实现同时对多个工业机组的监测和诊断。从系统运行的情况看，能有效监测和诊断机组故障，保证设备正常运行的要求。
[0034]选择布置测点要求:①对振动反应敏感点，尽可能靠近振源，避开或减少信号在传递通道上的界面、空腔或隔离物(如密封填料等)，最好让信号成直线传播，减少信号在传递过程中的能量损耗。②选择振动信号比较集中的部位，以便获得更多的状态信息。③所选测点要服从于诊断目的，诊断目的不同，测点也应随之改换位置。④测点必须有足够的空间用来安置传感器，并保证有良好的接触。测点部位还应有足够的刚度。⑤由于现场振动测量是在设备运转的情况下进行的，所以在安置传感器时必须确保人身和设备安全。通常轴承是首选测点，此外，设备的地脚、机壳、缸体、进出口管道、阀门、基础等部位也是振动的常设测点。
[0035]采用上述技术方案，由于采用永磁体底座111能够方便的与被测部位相连接，而使用点定位装置114安装也很简便，便于安装。更重要的是，经过试验表明，采用永磁体底座111连接被测部位有利于更有效的测量出振动。但是，在长期振动的环境下，永磁体底座111会产生位移，影响监测精度，因此同时增加了一个点定位装置114，能够使得该振动传感器11在一定范围内，不至于偏离太远，增加了维护成本，同时，该范围也成为一个监测参数，能够反映机器的工作状况。经过试验表明，采用了振动腔体112能够获得更佳的检测效果O
[0036]优选的，所述振动传感器11采用加速度传感器。
[0037]优选的，所述加速度传感器频率范围为10至ΙΟΟΚΗζ。
[0038]采用上述技术方案，由于振动测量要求选用对故障反映最敏感的诊断参数来进行测量，这种参数被称为“敏感因子”，就是当机器状态发生小量变化时特征参数却发生较大的变化。因此对每一个故障信号确定一个敏感因子是不可能的。根据诊断对象振动信号的频率特征来选择诊断参数，常用的振动测量参数有加速度、速度、位移，一般按下列原则选用:低频振动〈100Hz采用位移；中频振动10?1000Hz采用速度；高频振动>1000Hz采用加速度。加速度传感器的频率响应范围为IOKHz比较宽，所以现场测量时在没有特殊要求的情况下，常用它同时测量位移、速度、加速度三个参数，基本上能满足要求。
[0039]如图3所示，所述处理装置2包括:服务器21，与所述振动采集装置I连接，用于储存所述振动采集装置I采集的故障数据；和监控计算机22，与所述服务器21连接，用于显示所述振动采集装置I采集的故障数据。
[0040]采用上述技术方案，系统具有对工业机组出现的单一故障、复合故障和早期故障进行有效的在线检测、在线诊断，有效解决现有诊断系统中诊断时间长的问题。
[0041]如图4所示，采用所述基于免疫检测器的智能故障诊断系统的故障诊断方法，包括:
[0042]振动信号采集步骤，将所述振动传感器11设置在待检测机组相应部位，用于采集振动信息；
[0043]特征提取步骤，对所述振动传感器11采集的振动信号进行分析处理，得到故障特性参数；
[0044]匹配判断步骤，将所述特征提取步骤中的故障特性参数与所述服务器21中预先存储的故障数据进行匹配；
[0045]存入知识库步骤，将所述匹配判断步骤中匹配失败的故障特性参数存入知识库；
[0046]免疫检测器更新步骤，将所述存入知识库步骤中新存储的故障特性参数存储到免疫检测器，以更新免疫检测器；诊断故障及类型步骤，将所述匹配判断步骤中的匹配成功结果在所述监控计算机22中显示出来。
[0047]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于免疫检测器的智能故障诊断系统，其特征在于，包括: 振动采集装置(1)，包括:多个分别设置在待检测机组相应部位的振动传感器(11);所述振动传感器(11)包括:永磁体底座(111)、设置在所述永磁体底座(111)上的振动腔体(112)、设置在所述振动腔体(112)底部的振动传感单元(113)，和用于定位该振动传感器(11)的点定位装置(114)； 处理装置(2)，用于收集所述振动采集装置(I)所收集的信号，并据此对待检测机组进行相应的控制。
2.如权利要求1所述的基于免疫检测器的智能故障诊断系统，其特征在于，所述振动传感器(11)采用加速度传感器。
3.如权利要求2所述的基于免疫检测器的智能故障诊断系统，其特征在于，所述加速度传感器频率范围为10至IOOKHz。
4.如权利要求1所述的基于免疫检测器的智能故障诊断系统，其特征在于，所述处理装置(2 )包括:服务器(21)，与所述振动采集装置(I)连接，用于储存所述振动采集装置(I)采集的故障数据；和监控计算机(22)，与所述服务器(21)连接，用于显示所述振动采集装置(I)采集的故障数据。
【文档编号】G01M7/02GK203643114SQ201320661156
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】岑健, 向丹, 伍银波, 张绪红, 卢旭 申请人:广东技术师范学院