故障診斷綜述

故障診斷綜述機(jī)械故障診斷綜述?荊宏達(dá)(中國(guó)民航大學(xué)航空工程系,天津300300)摘要：隨著機(jī)械設(shè)備的大型化，連續(xù)話，高速化和自動(dòng)化，對(duì)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷變得越來越重要，本文對(duì)機(jī)械故障診斷技術(shù)進(jìn)行了概括性介紹關(guān)鍵詞：故障診斷;振動(dòng)診斷;紅外監(jiān)控診斷;聲學(xué)診斷；油液分析診斷REVIEWOFMECHANICALFAULTDIAGNOSISJINGhongda(Aviationengineeringschool,CiviAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China)Abstract:Asthedevelopmentofmachinery,faultdiagnosisplaysamoreandmoreimportantrole.ThisarticleisintenttointroducethefaultdiagnosistechnolotyKeywords:faultdiagnosis;vibrationdiagnosis;;infrareddiagnosis;sounddiagnosis;oilanalysis1引言機(jī)械故障診斷技術(shù)是對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行診斷的技術(shù)。隨著當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的大型化，連續(xù)化，高速化和自動(dòng)化，由于機(jī)械設(shè)備故障停機(jī)所造成的損失也在急劇增加，從而催生出了新的機(jī)械維修方式：狀態(tài)維修，人們將所采集到的大量數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速處理，分析，判斷，準(zhǔn)確地掌握某一個(gè)機(jī)械零件乃至整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，確定最佳的維修時(shí)間和維修部位。而這一切的理論基礎(chǔ)就是機(jī)械故障診斷技術(shù)。故障診斷技術(shù)的基本內(nèi)容包括[1]（1）信號(hào)檢測(cè)：正確選擇測(cè)試儀器和測(cè)試方法，準(zhǔn)確地測(cè)量出反映設(shè)備實(shí)際狀態(tài)的各種信號(hào)，由此建立起來的狀態(tài)信號(hào)屬于初始模式。（2）特征提?。簩⒊跏寄Ｊ降臓顟B(tài)信號(hào)通過方大或壓縮、形式變換、去除噪聲干擾等處理，提取故障特征，形成待檢模式。（3）狀態(tài)識(shí)別：根據(jù)理論分析結(jié)合故障案例，并采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)所建立起來的故障檔案庫為基準(zhǔn)模式，把待檢模式與基準(zhǔn)模式進(jìn)行比較和分類，即可區(qū)別設(shè)備的正常與否。（4）預(yù)報(bào)決策：經(jīng)過判別，對(duì)屬于正常狀態(tài)的設(shè)備可以繼續(xù)檢測(cè)，重復(fù)以上程序；對(duì)屬于異常狀態(tài)的設(shè)備則要查明故障情況，做出趨勢(shì)分析，預(yù)測(cè)其發(fā)展和可以繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間以及根據(jù)問題所在提出控制措施和維修決策。2故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀2.1故障診斷技術(shù)發(fā)展概況[1]機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)是現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展的產(chǎn)物，最早起源于美國(guó)，自本世紀(jì)中期以來，已逐步發(fā)展成為一門較完整的綜合性工程學(xué)科，它以設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)，以預(yù)報(bào)和診斷機(jī)械設(shè)備故障為目的，隨著故障診斷理論的發(fā)展及其應(yīng)用技術(shù)的不斷完善，這門學(xué)科已經(jīng)涉及數(shù)理、力學(xué)、計(jì)算機(jī)與微電子技術(shù)、信息處理與控制技術(shù)、人工智能等多個(gè)學(xué)科。60年代故障診斷主要集中在核電、宇航、航空等尖端行業(yè)，70年代發(fā)展至冶金、石化、發(fā)電、船舶等工業(yè)部門，80年代開始迅速向各領(lǐng)域擴(kuò)展。目22021年10月前，西方國(guó)家正投入大量人力物力進(jìn)行故障診斷的工業(yè)化研究及其相關(guān)基礎(chǔ)性應(yīng)用研究。美國(guó)自20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行以可靠性為中心的狀態(tài)檢修技術(shù)研究，應(yīng)用于軍用飛機(jī)、船舶和車輛上；在80年代，如能源、電力、電子、機(jī)器制造等民用工業(yè)也開始廣泛應(yīng)用，并取得了顯著成績(jī)。歐洲國(guó)家的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)也發(fā)展迅速，并在某些方面獨(dú)具特色和優(yōu)勢(shì)，如瑞典的軸承診斷技術(shù)，挪威的船舶診斷技術(shù)，丹麥的振動(dòng)和噪聲監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)等。1996年5月，歐洲共同體的英國(guó)、法國(guó)、芬蘭和希臘等國(guó)為了提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)的功能與精度，開始實(shí)施了利用人工智能和仿真技術(shù)的“VISIO”大型聯(lián)合項(xiàng)目的研究。日本密切關(guān)注世界先進(jìn)國(guó)家的動(dòng)向，積極引進(jìn)和消化吸收最新技術(shù)，努力發(fā)展自己的診斷技術(shù)，目前在民用企業(yè)如鋼鐵、化工和鐵路等部門已具有較高水平。許多國(guó)家已經(jīng)推出面向大型機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的商品化系統(tǒng)，如美國(guó)GE公司研制的用于內(nèi)燃電力機(jī)車故障排除的專家系統(tǒng)DELTA；美國(guó)Westinghouse公司開發(fā)的電機(jī)智能診斷系統(tǒng)GenAID和汽輪機(jī)智能診斷系統(tǒng)TurbinAID；美國(guó)Bently公司的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)DataManager2000、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)MachineConditionManager2000和趨勢(shì)分析系統(tǒng)Trendmaster2000；美國(guó)RockwellAutomationEntek公司的機(jī)器保護(hù)和診斷系統(tǒng)XM系列和Emonitor軟件產(chǎn)品；法國(guó)C.G.E研究中心Marcoussis實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的旋轉(zhuǎn)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)DIVA；德國(guó)Schenck公司的計(jì)算機(jī)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)VIBROCOM4000和VIBROCOM5000；荷蘭Philips公司的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)R3000；丹麥B&K公司推出的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)B&K3450-CONPASS；日本Mitsubishi公司研制的機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與振動(dòng)診斷專家系統(tǒng)MHMS。目前西方國(guó)家正在研究新型的開放性更高的診斷平臺(tái)，力圖推行狀態(tài)監(jiān)測(cè)通訊標(biāo)準(zhǔn)（MIMOSA），以提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的兼容性和便利性，提高信息資源的網(wǎng)絡(luò)率。我國(guó)的故障診斷工作大約始于20世紀(jì)70年代末80年代初，目前已在理論研究和技術(shù)應(yīng)用等方面取得了顯著成果，形成了高校、研究所及工廠的梯隊(duì)式研究開發(fā)與應(yīng)用層次。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)雖然在理論上跟蹤緊密，但總體而言，在機(jī)械設(shè)備診斷的可靠性等方面仍存在一定差距。目前在一些民用工業(yè)，特別是石油、化工、冶金和電力等部門，在開發(fā)和應(yīng)用設(shè)備診斷技術(shù)等方面比較活躍，走在了其它行業(yè)的前面。一些高等學(xué)校和科研院所也先后推出了一些狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)并投入實(shí)際運(yùn)行，如西安交通大學(xué)的RMDS系統(tǒng)和RD-20系統(tǒng)；大連理工大學(xué)振動(dòng)所開發(fā)的PDM2000設(shè)備預(yù)知維修與故障診斷系統(tǒng)；浙江大學(xué)研制開發(fā)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)CMD-3；華中科技大學(xué)研制開發(fā)的基于知識(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)診斷系統(tǒng)KBSED，汽輪發(fā)電機(jī)組診斷專家系統(tǒng)DEST；哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制開發(fā)的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)ETHYLENE；東北大學(xué)研制開發(fā)的風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；解放軍軍械工程學(xué)院研制的軍械裝備故障診斷專家系統(tǒng)；深圳創(chuàng)為實(shí)公司的S8000在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；清華大學(xué)的JZ-2000旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)；南京汽輪高新技術(shù)開發(fā)公司的大型機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CRAS；西北工業(yè)大學(xué)的MD3900系統(tǒng)等。上述診斷系統(tǒng)在理論方面比較先進(jìn)，緊跟了故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。故障診斷技術(shù)不斷吸取現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果，從理論到實(shí)際應(yīng)用都有了迅速發(fā)展，并已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，其研究?jī)?nèi)容主要反映在以下幾方面：（1）故障機(jī)理；（2）狀態(tài)信號(hào)檢測(cè)（主要是傳感器技術(shù)的研究）；（3）故障特征分析與提取（主要是信號(hào)分析和處理）；（4）故障診斷方法（主要是信息的表征和融合）；（5）智能診斷和專家系統(tǒng)；（6）故障診斷系統(tǒng)與裝置的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。目前而言，設(shè)備的故障診斷技術(shù)仍處于以傳感器技術(shù)和動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)為基礎(chǔ)，以信號(hào)處理技術(shù)為手段的常規(guī)診斷技術(shù)發(fā)展階段，這一階段的診斷技術(shù)已在工程中得到了大量應(yīng)用，并獲得了巨大經(jīng)濟(jì)效益。從技術(shù)手段上看，現(xiàn)代診斷技術(shù)吸收了大量的現(xiàn)代科技成果，使得診斷技術(shù)可以利用振動(dòng)、噪聲、力、溫度、電磁、光、射線等多種檢測(cè)信號(hào)實(shí)施診斷，由此產(chǎn)生了振動(dòng)診斷技術(shù)、聲學(xué)診斷技術(shù)、光譜診斷技術(shù)、鐵譜診斷技術(shù)、無損檢測(cè)技術(shù)以及紅外和熱成像診斷技術(shù)等。信號(hào)分析與數(shù)值處理技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得各種診斷方法應(yīng)運(yùn)而生，包括時(shí)域診斷法、頻域診斷法、時(shí)頻分析法、統(tǒng)計(jì)分析診斷法、信息理論診斷法、模式識(shí)別診斷法、以及最近幾年研究比較熱的智能診斷方法，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)融合診斷等。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，故障診斷技3術(shù)已達(dá)到較高水平，現(xiàn)代數(shù)學(xué)、信息科學(xué)強(qiáng)大的滲透力，計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、人工智能技術(shù)更廣泛、更深入地應(yīng)用，推動(dòng)了現(xiàn)代故障診斷技術(shù)正在向系統(tǒng)化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在：（1）微型計(jì)算機(jī)、單片機(jī)成為診斷儀器的一個(gè)組成部分，診斷技術(shù)的自動(dòng)化、智能化水平將進(jìn)一步提高；（2）信息科學(xué)中的時(shí)頻分析技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)中的磨屑光譜分析技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)、機(jī)械振動(dòng)和噪聲分析技術(shù)更加成熟；（3）模糊集理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混沌理論、模式識(shí)別的發(fā)展，為故障診斷分析開辟了新的途徑，故障診斷將向多參數(shù)綜合發(fā)展，近似推理、模式識(shí)別的廣泛應(yīng)用使得診斷速度更快，準(zhǔn)確度進(jìn)一步提高，計(jì)算機(jī)功能的不斷強(qiáng)大將使人工智能研究成果不斷引入設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中；（4）數(shù)據(jù)融合技術(shù)從軍事領(lǐng)域引入故障診斷領(lǐng)域，充分利用多方面信息，對(duì)故障征兆信息有效融合利用使得診斷更加準(zhǔn)確可靠；（5）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的異軍突起給故障診斷注入了新的活力，網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)成為今后幾年的主力軍；（6）隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和診斷方法的發(fā)展，將計(jì)算機(jī)和軟件結(jié)合所建立的診斷系統(tǒng)會(huì)越來越受到重視，具有投資少、功能強(qiáng)大、易于擴(kuò)展升級(jí)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；（7）虛擬儀器技術(shù)在監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)中的使用將使智能診斷、遠(yuǎn)程診斷更加完善，基于微機(jī)硬件平臺(tái)的虛擬儀器和基于虛擬儀器的在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)將得到越來越廣泛的應(yīng)用，基于虛擬儀器的故障診斷技術(shù)將使診斷過程越來越智能化、人性化，最大限度地代替人進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷3故障診斷技術(shù)的方法3.1振動(dòng)診斷技術(shù)[1]對(duì)比正常機(jī)器過結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性，如固有頻率、振型、傳遞函數(shù)等，與異常機(jī)器或結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性的不同，來判斷機(jī)器過結(jié)構(gòu)是否存在故障的技術(shù)被稱為振動(dòng)診斷技術(shù)。對(duì)于在生產(chǎn)中連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備，根據(jù)它在運(yùn)行中的代表其動(dòng)態(tài)特性的振動(dòng)信號(hào)，采用振動(dòng)診斷技術(shù)可以在不停機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)和故障診斷。對(duì)于靜態(tài)設(shè)備或工程結(jié)構(gòu)，可以對(duì)它施加人工激勵(lì)，然后根據(jù)反映其動(dòng)態(tài)特性的影響，采用振動(dòng)診斷技術(shù)可以判斷出是否存在損傷或裂紋。振動(dòng)診斷技術(shù)所采用的方法可以有很多，例如：很懂特征分析、振動(dòng)頻譜分析、振動(dòng)倒譜分析、振動(dòng)包絡(luò)分析、振動(dòng)全息譜分析、振動(dòng)三維圖分析、振動(dòng)超工頻或亞工頻譜波分析、振動(dòng)時(shí)域分析、振動(dòng)模態(tài)分析等。振動(dòng)診斷技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障診斷中應(yīng)用的十分廣泛。另外，在產(chǎn)品的無損檢測(cè)中，振動(dòng)診斷也有它的特殊地位，例如焊接和膠接的質(zhì)量用超聲波或X射線透視法無法準(zhǔn)確判別的情況下，用振動(dòng)診斷可以清晰地區(qū)別缺陷及部位。3.2聲學(xué)診斷技術(shù)[2]與振動(dòng)信號(hào)一樣，機(jī)械設(shè)備的噪聲信號(hào)中蘊(yùn)涵著豐富的設(shè)備狀態(tài)信息，噪聲信號(hào)同樣能應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的故障診斷。但在如高溫、高腐蝕，或加速度傳感器不能停機(jī)安裝和安裝部位結(jié)構(gòu)受限等場(chǎng)合，由于無法接觸測(cè)量而不能進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)。但聲信號(hào)的測(cè)量不受這種限制，上述場(chǎng)合均可采集設(shè)備的聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行故障診斷，因而聲學(xué)故障診斷技術(shù)的研究變得十分重要。聲學(xué)故障診斷技術(shù)具有如下特點(diǎn)：非接觸式測(cè)量、設(shè)備簡(jiǎn)單、速度快、信號(hào)易于測(cè)取、易于發(fā)現(xiàn)早期故障、無須事先粘貼傳感器、可對(duì)移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)等，尤其在不易測(cè)量振動(dòng)信號(hào)的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用，聲學(xué)故障診斷已成為近年來故障診斷領(lǐng)域新的發(fā)展方向。早期故障診斷采用聽診法來判斷設(shè)備狀態(tài)，有經(jīng)驗(yàn)的師傅可根據(jù)聲音辨別出故障類型，目前聲學(xué)技術(shù)中常用的統(tǒng)計(jì)能量法是聽診法的一種進(jìn)化，它根據(jù)設(shè)備正常和故障時(shí)輻射聲能量的變化進(jìn)行故障診斷。而在實(shí)際應(yīng)用中，該方法容易受環(huán)境影響，且技巧不易掌握，依賴操作人員經(jīng)驗(yàn)。雖然振動(dòng)和聲音都蘊(yùn)含著機(jī)械狀態(tài)信息，但因聲信號(hào)易受干擾，使得聲學(xué)診斷技術(shù)的42021年10月發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于振動(dòng)診斷技術(shù)。聲學(xué)診斷中比較常用和特有的一種方法是聲發(fā)射法（AE:AcousticEmission），該方法利用金屬材料在外力作用下釋放內(nèi)部貯存能量所引起的彈性波來識(shí)別故障，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下構(gòu)件缺陷的產(chǎn)生與發(fā)展具有較好的診斷效果。Kaiser在1950~1953年發(fā)現(xiàn)多種金屬都有AE現(xiàn)象，并且發(fā)現(xiàn)了AE的不可逆性：AE現(xiàn)象僅在第一次加載時(shí)產(chǎn)生，第二次加載及以后各次加載所產(chǎn)生的AE信號(hào)變化微乎其微，除非后面所加外應(yīng)力超過前面各次加載的最大值，這一現(xiàn)象被稱為“凱撒效應(yīng)”。該效應(yīng)在AE信號(hào)處理方面得到廣泛應(yīng)用，成為克服噪聲干擾的主要手段之一，也成為用AE技術(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)完好性的依據(jù)，這種利用不可逆效應(yīng)降噪和獲取有用信息的方法為AE技術(shù)所獨(dú)有。1961年Schofield[26-27]研究認(rèn)為聲發(fā)射源自材料內(nèi)部機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射連續(xù)信號(hào)對(duì)應(yīng)變速率敏感；Dunegan等[28]對(duì)AE監(jiān)測(cè)技術(shù)的開拓性研究為聲發(fā)射從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)實(shí)踐創(chuàng)造了條件；Roger等人將聲發(fā)射用于港口起重機(jī)的在線監(jiān)測(cè)，探討了聲發(fā)射技術(shù)在低速滾動(dòng)軸承故障診斷領(lǐng)域的可行性；McFadden和Smith等[30]進(jìn)一步證明了用聲發(fā)射技術(shù)診斷低速滾動(dòng)軸承的有效性；Fararooy等分析AE信號(hào)監(jiān)測(cè)鐵軌裂紋故障；Mba等]分析AE信號(hào)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的摩擦狀態(tài)與裂紋擴(kuò)展；Kwak等[33]分析機(jī)械加工過程中金屬材料釋放的AE信號(hào)進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)等，取得了較好的成果。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，聲發(fā)射信號(hào)頻帶一般在超聲范圍內(nèi)（100kHz~200kHz），需采用專用儀器測(cè)量，其應(yīng)用受到一定限制。目前在機(jī)械設(shè)備故障診斷的應(yīng)用領(lǐng)域，聲學(xué)故障診斷大都借鑒振動(dòng)故障診斷技術(shù)中既有的信號(hào)處理與分析方法。Benko等對(duì)噪聲信號(hào)采用傳統(tǒng)的頻譜分析和短時(shí)傅立葉變換，對(duì)真空吸塵器實(shí)施了故障診斷；Manabu與Lin等采用小波分析提取風(fēng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)與齒輪箱在不同故障下的聲學(xué)特征；Li與Hessel等分別采用自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)內(nèi)燃機(jī)、壓力容器、泵、風(fēng)機(jī)與鋸床等設(shè)備的聲信號(hào)進(jìn)行故障分類，取得了較好的診斷結(jié)果；侯溫良根據(jù)正常機(jī)器與故障機(jī)器噪聲的譜相關(guān)系數(shù)診斷設(shè)備故障；舒大文等基于噪聲信號(hào)對(duì)汽車變速箱齒輪的故障進(jìn)行了研究，盧學(xué)軍等也開展了類似的研究。綜上所述，聽診法和統(tǒng)計(jì)能量法只能作為初步的故障診斷，且需要一定的經(jīng)驗(yàn)積累，主觀性較強(qiáng)；聲發(fā)射的頻帶限定在超聲范圍，需用專用的測(cè)量?jī)x器，限制了其應(yīng)用和推廣。而借鑒振動(dòng)分析的聲學(xué)故障診斷技術(shù)具有很大潛力，但由于一般都是采用一兩只傳聲器，抗干擾能力差，從中提取的故障特征不穩(wěn)定，傳聲器測(cè)量位置和距離的選擇對(duì)分析結(jié)果影響很大，獲得的信息量非常有限，且無法給出聲源位置和強(qiáng)度的變化信息，只能對(duì)單一設(shè)備進(jìn)行初步故障診斷。然而，基于多通道聲信號(hào)同步測(cè)量與處理的聲成像技術(shù)已日趨成熟，為新型聲學(xué)故障診斷技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件?；诼暢上竦墓收显\斷技術(shù)通過傳聲器陣列獲取測(cè)量面處的聲信號(hào)，根據(jù)分析頻率范圍選擇相應(yīng)重建算法重建結(jié)構(gòu)表面附近聲場(chǎng)分布，將重建聲場(chǎng)的整體信息用于故障診斷，能克服傳統(tǒng)聲學(xué)診斷中單點(diǎn)測(cè)試和局部診斷的缺陷，也可避免測(cè)點(diǎn)選擇難的問題，具有很大發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值。3.3溫度診斷技術(shù)3.3.1一般溫度監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)投入運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備一般而言都會(huì)發(fā)生溫度的變化，這些變化或是來自熱源或是來自摩擦，機(jī)械設(shè)備相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)使溫度的變化也相對(duì)穩(wěn)定，如果溫度發(fā)生了不穩(wěn)定的變化，則代表機(jī)械設(shè)備發(fā)生了故障。常用的溫度測(cè)量方法有：熱電偶測(cè)溫法、熱輻射測(cè)溫法、輻射溫度計(jì)測(cè)量、比色溫度計(jì)測(cè)量。3.3.2紅外監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)[3]隨著電力設(shè)備診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外檢測(cè)進(jìn)行探傷的研究的不斷探討，紅外檢測(cè)診斷技術(shù)得到快速發(fā)展。紅外檢測(cè)診斷技術(shù)是由紅外探測(cè)技術(shù)、紅外診斷儀器和微型計(jì)算機(jī)相結(jié)合而發(fā)展出來的。在國(guó)外，早在1949年Leslie等人就首次提出利用紅外技術(shù)探測(cè)高壓輸電線路過熱接頭的思想，并描述了利用電阻測(cè)輻射熱計(jì)制成的紅外輻射計(jì)探測(cè)過熱接頭的具體方法。在1952年Sandiford提出，利用光線通過有故障接頭上方的受熱空氣產(chǎn)生無規(guī)則折射的方法，從而發(fā)現(xiàn)超過環(huán)境溫度50℃的熱接頭。1965年開始應(yīng)用較先進(jìn)的紅外輻射熱像儀測(cè)量工業(yè)及輸熱管道溫度，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)、變壓器和電纜等設(shè)5備過熱接頭，正式開辟了應(yīng)用紅外熱像儀器檢測(cè)電力設(shè)備熱故障的新領(lǐng)域，并在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)與完善紅外檢測(cè)儀器，擴(kuò)大使用范圍，逐步提高在實(shí)際中的使用效果。此外，20世紀(jì)60年代初還研制了利用蒸發(fā)照相原理工作的紅外成像儀，邁出紅外成像探測(cè)的第一步。隨著紅外行掃描器和軍用光機(jī)掃描式紅外前視系統(tǒng)的迅速發(fā)展與逐步完善，很快誕生了民用光機(jī)掃描式紅外熱成像儀代替了蒸發(fā)照相原理的紅外成像儀。接著，一些國(guó)家迅速把它應(yīng)用于電力設(shè)備眾多裸露電氣接頭及各種高壓電氣設(shè)備故障的檢測(cè)和輸熱管道漏熱檢測(cè)。在我國(guó)，電力設(shè)備故障紅外檢測(cè)診斷的研究試驗(yàn)起步較晚，但近幾年發(fā)展很快。早在20世紀(jì)60年代前半期，國(guó)內(nèi)一些電力研究院就力圖開展紅外診斷研究，并進(jìn)行了廣泛的調(diào)查研究工作，但直到70年代中期，才有了明顯進(jìn)展。這時(shí)進(jìn)行的是使用的檢測(cè)儀器以紅外輻射熱像儀為主，檢測(cè)的對(duì)象以外部裸露的電氣接頭過熱故障為主的基礎(chǔ)研究和可行性試驗(yàn)。在1987年到1991年，引進(jìn)了國(guó)外較先進(jìn)的紅外熱像儀，對(duì)高壓電線路導(dǎo)線連接件及劣化線路絕緣子進(jìn)行直升飛機(jī)紅外航測(cè)試驗(yàn)研究，取得不少成功經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)專業(yè)紅外科研單位也積極研制光機(jī)掃描紅外熱像儀和紅外熱電視的。從1992年開始，國(guó)產(chǎn)紅外熱電視開始試用階段，從此進(jìn)入了生產(chǎn)性試驗(yàn)階段。之后為了應(yīng)用、推廣和建立診斷標(biāo)準(zhǔn)，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)開始重視以行政手段推廣應(yīng)用紅外診斷技術(shù)，各網(wǎng)省局普遍投資購置紅外診斷儀器，并著手制訂電力設(shè)備故障紅外診斷的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》，力圖規(guī)范高壓電氣設(shè)備故障紅外診斷中的監(jiān)測(cè)方法與判斷依據(jù)。雖然紅外診斷技術(shù)在我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展取得了可喜的進(jìn)步，但在設(shè)備診斷工程學(xué)的角度來看，當(dāng)今的電力設(shè)備故障紅外診斷技術(shù)水平還處于經(jīng)驗(yàn)層次的初級(jí)階段。因此，為了促進(jìn)紅外診斷新技術(shù)的迅速發(fā)展，今后主要以診斷標(biāo)準(zhǔn)化、診斷數(shù)學(xué)、診斷智能化的方向進(jìn)行研究。另外紅外診斷技術(shù)在軟件方面研究較少，沒有軟件來對(duì)電力設(shè)備診斷進(jìn)行自動(dòng)診斷檢測(cè)，大多依靠人工手持紅外熱像儀來進(jìn)行人工判斷故障。3.4油液分析診斷技術(shù)[4]設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的許多信息都反映在它所使用的潤(rùn)滑油中，在設(shè)備不停機(jī)、不解體的情況下監(jiān)測(cè)設(shè)備工況，分析被監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備在用