状态监测与故障诊断技术 第一章 绪 论.docVIP

第一章 绪 论 第一节 什么是设备故障诊断技术 ????设备故障诊断技术（简称设备诊断技术）是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。通俗地说，它是一种给设备看病的技术。这里所说的设备是指机械设备，包括各类机器的动态设备和容器、管道、阀门、工业炉等静态设备，还包括某些电气设备。????诊断是一个医学上的术语。由于人们对医学诊断比较熟悉，所以又常常用医学诊断上的一些概念作出比喻，来阐明设备诊断本身的一些概念。其实它们之间确实有不少相似之处。例如医生用听诊器听病人的心音，这与设备诊断时用测振仪进行振动监测相比，两者在原理、方法和所使用的传感器方面十分相似。表1-1对比了两者相似之处。 表1-1 设备诊断与医学诊断的对比 医学诊断方法 设备诊断方法 原理及特征信息 中医：望、闻、问、切西医：望、触、扣、听、嗅 听、摸、看、闻 通过形貌、声音、温度、颜色、气味的变化来诊断 听心音、做心电图 振动与噪声监测 通过振动大小及变化规律来诊断 量体温 温度监测 观察温度变化 验血验尿 油液分析 观察物理化学成分及细胞（磨粒）形态的变化。 量血压 应力应变测量 观察压力或应力变化 X射线、超声检查 非破坏性监测（裂纹） 观察内部机体缺陷 问病史 查阅技术档案资料 找规律、查原因、作判断 ???设备诊断技术属于信息技术范畴。它是利用被诊断的对象所提供的一切有用信息，经过分析处理获得最能识别设备状态的特征参数，最后做出正确的诊断结论。就像医生看病时一样，医生是利用病人所提供的一切有用信息，如脉搏、体温、血、尿等来进行诊断的。没有病人的这些信息，再高明的医生也会一筹莫展的。而一个高明医生的高明之处就在于能抓住一切有用的信息，运用知识和经验做出恰当的诊断结论。????信息技术通常包括如下三个基本环节：????1.信息的采集--这里的关键是正确选用传感器，如温度传感器、测振传感器等，人的感官也是一种特殊的传感器。传感器的性能和质量是决定信息是否会失真或遗漏的关键。 ????2.信息分析处理（数据处理）--目的是把原始的杂乱的信息加以处理，以便获得最敏感、最直观的特征参数，称为特征提取。在用人的感官作传感器时，是在人的大脑中对信息进行分析处理的。在现代诊断技术中，信息大都是用专门的电子仪器或计算机来分析处理的。????3.状态识别、判断和预报--根据特征参数，参照某种规范（例如体温37℃就是一种表征体温正常与否的规范），利用各种知识和经验，对设备状态进行识别、诊断并对其发展趋势进行预测预报，为下一步的设备维修决策提供技术根据。 ????然而，信息技术不等于诊断技术。为了开展设备诊断工作还必须具备以下两方面的知识：????1.关于设备及其零部件故障或失效机理方面的知识，国外称为故障物理学。它类似医学方面的病理学。????2.关于被诊断设备的知识。包括它的结构原理、运动学和动力学，以及设计、制造、安装、运转、维修等方面的知识。可以说，没有对被诊断对象的透彻了解，即使是一位信号分析技术的专家，也不可能做出正确的诊断结论。????从以上设备诊断技术的学科性质和知识结构不难看出，这是一门多学科的高新技术，是一种由表及里，由局部估计整体，由现在预测未来的技术。 ????设备诊断技术是一门正在不断完善和发展中的技术。虽然已有不少行之有效的方法和手段，但与工业生产发展的水平相比，它还有很大差距，它毕竟还是比较年轻的。设备诊断技术从最原始最简单的用人的感官来诊断，一直到现代化的计算机自动诊断系统，五花八门，种类繁多，这是设备的多样化和故障的复杂性所决定的。在开展设备诊断工作时，要对症下药，因地制宜，切忌试图用一二种方法来解决所有设备诊断问题。????表1-2列举目前已经开发和正在开发的一些诊断技术及其适用对象，可供参考。 表1-2 设备诊断技术开发情况 类别 主要诊断对象 诊断技术举例 类别 主要诊断对象 诊断技术举例 机械零件 滚动轴承滑动轴承齿轮装置 振动噪声监测电阻法温度监测油液分析 加工机械 机床剪切机焊接设备 振动噪声监测负载电流测定火花检测法 传动系统 传动轴系高速旋转件轮轴 振动噪声监测声发射技术模态分析 静态设备 压力容器结构件管道系统 声发射技术X射线探伤超声探伤阻抗法红外热像技术腐蚀监测 流体机械 水力机械(水泵等)液压机械(泵、油缸、阀)气动机械（空压机、风机） 振动噪声监测油液分析压力脉冲法超声波监测温度监测效率测定 电机电器 电机控制系统液压控制系统检测系统 振动噪声监测电流分析法绝缘诊断法整流监测法气相分析 动力机械 发动机涡轮机液压马达