本發(fā)明涉及故障檢測，具體涉及一種基于數(shù)據(jù)采集的機械設備故障診斷系統(tǒng)。

背景技術：

1、機械設備故障診斷是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它直接關系到生產(chǎn)效率和設備的安全性，機械設備故障診斷的主要目的是通過檢測和分析設備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并準確判斷設備故障的類型、性質(zhì)和程度，從而采取有效的維修措施，確保設備的正常運行，減少停機時間和維修成本，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益；

2、柴油機設備是機械設備中的一種，柴油機設備在實際使用過程中，會發(fā)生各種故障，在進行柴油機設備故障檢測過程中，即會使用到故障診斷系統(tǒng)。

3、現(xiàn)有的故障診斷系統(tǒng)，多為傳統(tǒng)的單一故障檢測方式來采集柴油機相關信息，再進行故障診斷，存在著診斷結果可靠度低準確性低的問題，給故障診斷系統(tǒng)的使用帶來了一定的影響，因此提出了一種基于數(shù)據(jù)采集的機械設備故障診斷系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)采集的機械設備故障診斷系統(tǒng)，包括設備信息采集模塊、故障檢測選定模塊、環(huán)境信息采集模塊、振動采集模塊、無損檢測模塊、紅外檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊與信息發(fā)送模塊；

2、所述設備信息采集模塊用于采集柴油機設備信息；

3、所述故障檢測選定模塊用于對柴油機設備信息進行分析，選定故障檢測方式；

4、所述環(huán)境信息采集模塊用于采集柴油機設備所處環(huán)境信息；

5、所述振動采集模塊用于通過振動檢測法進行振動檢測，獲取到柴油機設備振動檢測信息；

6、所述無損檢測模塊用于對柴油機設備進行無損檢測，獲取到無損檢測信息；

7、所述紅外檢測模塊用于對柴油機設備進行紅外檢測，獲取到紅外檢測信息；

8、所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對柴油機設備所處環(huán)境信息進行處理，獲取到環(huán)境檢測故障信息，對振動檢測信息進行處理，獲取到振動檢測故障信息，對無損檢測信息進行處理，獲取到無損檢測故障信息；對紅外檢測信息進行處理，獲取到紅外檢測故障信息；

9、所述信息發(fā)送模塊用于在環(huán)境檢測故障信息、振動檢測故障信息、油品檢測故障信息、無損檢測故障信息與紅外檢測故障信息生成后，將上述信息發(fā)送到預設接收終端。

10、進一步在于，所述選定故障檢測方式的具體過程如下：提取出采集到的柴油機設備信息，柴油機設備信息包括柴油機設備安裝狀態(tài)，當柴油機設備處于安裝狀態(tài)時，還需再采集柴油機設備實時影像信息，對實時影像信息進行分析獲取到檢測范圍參數(shù)，當檢測范圍參數(shù)大于預設值時，即允許選取任意方式對柴油機進行檢測；

11、當檢測范圍信息小于預設值時，即選取環(huán)境檢測方式和無損檢測方式先對柴油機進行檢測；

12、當柴油機設備處于未安裝狀態(tài)，即允許選取任意方式對柴油機進行檢測；

13、柴油機設備處于安裝狀態(tài)即表示柴油機此時安裝在其他設備上，柴油機設備處于未安裝狀態(tài)即表示柴油機設備已經(jīng)與其他設備分離，放置在預設的空曠位置。

14、進一步在于，所述檢測范圍參數(shù)的具體處理過程如下：提取出采集到的柴油機設備實時影像信息，柴油機設備實時影像信息為從上往下拍攝的柴油機設備安裝的影像信息，從柴油機設備安裝的影像信息提取出柴油機設備的最前端點、最后端點，最左側點與最右側點；

15、再從影像信息中提取出距離柴油機設備的最前端點最近的障礙物，將該障礙物標記為z1，測量出柴油機設備的最前端點與z1之間的距離，獲取到第一參數(shù)；

16、提取出距離柴油機設備的最后端點最近的障礙物，將該障礙物標記為z2，測量出柴油機設備的最后端點與z2之間的距離，獲取到第二參數(shù)；

17、提取出距離柴油機設備的最左側點最近的障礙物，將該障礙物標記為z3，測量出柴油機設備的最左側點與z3之間的距離，獲取到第三參數(shù)；

18、提取出距離柴油機設備的最右側點最近的障礙物，將該障礙物標記為z3，測量出柴油機設備的最右側點與z4之間的距離，獲取到第四參數(shù)；

19、第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)與第四參數(shù)組成檢測范圍參數(shù)，第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)與第四參數(shù)中任意一個小于預設值，即表示檢測范圍信息小于預設值；

20、當?shù)谝粎?shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)與第四參數(shù)均大于預設值時，即表示檢測范圍信息大于預設值。

21、當柴油機設備的最前端點、最后端點，最左側點與最右側點的對應方向沒有任何其他設備時，即直接默認對應方向的參數(shù)大于預設值。

22、進一步在于，所述環(huán)境檢測故障信息的具體處理過程如下：提取出采集到的環(huán)境信息，環(huán)境信息包括預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的環(huán)境溫度均值、預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的環(huán)境振動力均值、預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的環(huán)境粉塵濃度信息均值與預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的空氣中腐蝕氣體濃度信息均值；

23、再提取出柴油機設備信息，柴油機設備信息包括柴油機設備類型信息，將柴油機設備類型信息導入互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，從互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中檢索對應柴油機設備類型的標準運行環(huán)境溫度范圍、標準環(huán)境振動力、標準環(huán)境粉塵濃度與標準腐蝕氣體濃度；

24、當預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的環(huán)境溫度均值不在標準運行環(huán)境溫度范圍內(nèi)時，生成環(huán)境檢測故障信息；

25、計算出預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的環(huán)境振動力均值與標準環(huán)境振動力的差值，獲取到振動差，振動差大于預設值時，生成環(huán)境檢測故障信息；

26、計算出預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的環(huán)境粉塵濃度信息均值與標準環(huán)境粉塵濃度的差值，獲取到粉塵濃度差，粉塵濃度差大于預設值時，生成環(huán)境檢測故障信息；

27、計算出預設時長內(nèi)柴油機所處環(huán)境的空氣中腐蝕氣體濃度信息均值與標準腐蝕氣體濃度之間的差值，獲取到腐蝕氣體濃度差，腐蝕氣體濃度差大于預設值時，生成環(huán)境檢測故障信息。

28、進一步在于，所述振動采集模塊進行柴油機設備振動檢測信息采集的具體過程如下：提取出柴油機設備信息，從柴油機設備信息中提取出柴油機設備類型信息，將柴油機設備類型信息導入到互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，檢索柴油機設備的各個部件的故障率信息；

29、將柴油機設備部件的故障率信息標記為zi，i為柴油機設備部件的數(shù)量；

30、之后對柴油機設備部件的故障率信息進行故障率分級，將故障率最大的1/3個zi標記為一級部件，將故障率中間部分的1/3個zi標記為二級部件，將故障率最小的1/3個zi標記為三級部件；

31、根據(jù)預設的分級采集規(guī)則，對一級部件、二級部件與三級部件進行部件振動信息采集，獲取到柴油機設備振動檢測信息。

32、進一步在于，所述預設的分級采集規(guī)則具體內(nèi)容如下：當部件為一級部件時，至少在該部件上設置三個振動傳感器進行同時進行振動信息采集；

33、當部件為二級部件時，至少在該部件上設置兩個振動傳感器進行同時進行振動信息采集；

34、當部件為三級部件時，在該部件上設置一個振動傳感器進行同時進行振動信息采集。

35、進一步在于，當一級部件和二級部件的表面無法同時放置多個振動傳感器時，對于一級部件，只安裝單個振動傳感器，連續(xù)采集三次振動信息，三次振動信息之間的間隔需大于預設值；

36、對于二級部件，只安裝單個振動傳感器，連續(xù)采集兩次振動信息，兩次振動信息之間的間隔需大于預設值。

37、進一步在于，所述紅外檢測模塊對柴油機設備進行紅外檢測，獲取到紅外檢測信息的具體過程如下：將對紅外檢測設備進行校準后，將柴油機設備調(diào)整至運行模式后，使用紅外檢測設備對柴油機設備進行一次紅外掃描，獲取到柴油機運行時各個部件的紅外圖像，即第一圖像；

38、之后更換掃描角度，再進行一次對柴油機設備進行一次紅外掃描，獲取到柴油機運行時各個部件的紅外圖像，即第二圖像；

39、將第一圖像與第二圖像進行各個部分紅外狀況比對，當?shù)谝粓D像與第二圖像比對相似度大于預設值，即從第一圖像與第二圖像中任意一個提取出導出為紅外檢測信息；

40、當?shù)谝粓D像與第二圖像比對相似度小于預設值，再更換掃描角度，重新再進行一次對柴油機設備進行一次紅外掃描，獲取到柴油機運行時各個部件的紅外圖像，即第三圖像；

41、將第三圖像分別與第一圖像和第二圖像進行各個部分紅外狀況比對，當?shù)谌龍D像與第一圖像和第二圖像的比對相似的中任意一個大于預設值時，即提取出第三圖像與相似度大于預設值的對應的圖像中的任意一個導出為紅外檢測信息；

42、當?shù)谌龍D像與第一圖像和第二圖像的比對相似度均小于預設值，即繼續(xù)更換角度進行紅外掃描或者更換檢測方式。

43、進一步在于，所述無損檢測信息的具體獲取過程如下：先進行檢測位置的環(huán)境信息采集，獲取到檢測環(huán)境的溫度、濕度信息與環(huán)境振動力信息；

44、當檢測環(huán)境的溫度、濕度信息與環(huán)境振動力信息均在預設標準范圍內(nèi)時，即直接進行超聲探測；

45、當檢測環(huán)境的溫度、濕度信息與環(huán)境振動力信息中任意一個不在預設標準范圍內(nèi)時，先進行環(huán)境調(diào)整，將對應環(huán)境項目調(diào)整到標準范圍后再進行超聲探測；

46、使用脈沖法、穿透法和諧振動法先后對柴油機設備進行探測，獲取到脈沖法探測結果、穿透法探測結果與振動法探測結果；

47、之后將脈沖法探測結果、穿透法探測結果與振動法探測結果進行兩兩比對，獲取到三個結果比對相似度，當三個結果比對相似度均大于預設值時，即同時將脈沖法探測結果、穿透法探測結果與振動法探測結果導出為無損檢測信息；

48、當三個結果比對相似度中只有兩個相似度大于預設值時，即選取相似度大于預設值對應的探測結果為無損檢測信息；

49、當三個結果比對相似度均小于預設值時，即重新進行探測。

50、進一步在于，所述振動檢測故障信息的具體獲取過程如下：提取出采集到的柴油機設備振動檢測信息，對柴油機設備振動檢測信息進行對采集到的振動信號進行預處理，預處理的內(nèi)容包括濾波與去噪；

51、之后進行實時特征提取，通過信號處理技術對振動信號進行分析，提取能夠表征柴油機工作狀態(tài)的實時特征，特征參數(shù)包括頻率、振幅、相位；

52、最后進行故障模式識別，將提取出實時特征與已知的故障模式進行比對，實時特征與已知的故障模式中任意一個相似度大于預設值時，即生成振動檢測故障信息。

53、進一步在于，所述無損檢測故障信息的過程如下：提取出獲取到的無損檢測信息，對無損檢測信息進行波形分析，對無損檢測信息中記錄的波形圖進行分析，識別缺陷的反射波或聲影特征，缺陷定位，根據(jù)波形圖中的時間差和超聲波在材料中的傳播速度，計算出缺陷的具體位置最后，結合缺陷的位置、大小和性質(zhì)，評估其對柴油機設備性能和安全性的影響，當評估出缺陷的位置、大小和性質(zhì)對柴油機設備性能和安全性影響程度大于預設值時，即生成無損檢測故障信息；

54、所述紅外檢測故障信息的具體獲取過程如下：提取出紅外檢測信息，對紅外檢測信息中的溫度數(shù)據(jù)進行分析獲取到各個部件的實際溫度，將各個部件的實際溫度與對應部件的正常溫度范圍進行比較，當存在部件溫度不在對應部件的正常溫度范圍時，即生成紅外檢測故障信息。

55、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

56、本發(fā)明能夠根據(jù)需要檢測的柴油機設備安裝狀態(tài)來選定不同的檢測方式來對柴油機設備進行故障診斷，進而減少了因為柴油機與其他設備連接在一起時，選用的故障檢測方式無法采集到準確的數(shù)據(jù)導致的故障診斷結果可靠性低的問題發(fā)生，通過設置的環(huán)境信息采集模塊，采集柴油機設備的環(huán)境信息，通過對環(huán)境信息來判斷柴油機設備是否存在故障，環(huán)境檢測法能夠?qū)崟r監(jiān)測柴油機運行環(huán)境中的關鍵參數(shù)，如溫度、濕度、振動、排放物濃度等，從而在故障發(fā)生前捕捉到異常信號，實現(xiàn)早期預警，通過早期發(fā)現(xiàn)潛在問題，可以及時采取措施進行預防和維護，避免故障擴大化，減少重大故障的發(fā)生，通過振動檢測的設置，獲取到的振動檢測結果直接反映機械狀態(tài)，振動信號是機械系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的真實反映，通過振動檢測法可以直接獲取到柴油機內(nèi)部零部件的振動信息，為故障診斷提供準確依據(jù)，并且根據(jù)實際的柴油機狀況，進行了不同標準的振動傳感器的采集，從而保證了采集到的振動數(shù)據(jù)的準確性，進而提升了最終故障診斷結果的可靠性，通過無損檢測模塊，對柴油機設備進行無損檢測，在不破壞柴油機結構的前提下進行檢測，避免了因檢測而導致的設備損壞或性能下降，同時在無損檢測過程中，使用不方式進行超聲檢測，并對不方式超聲檢測的結果進行綜合處理，保證了獲取到超聲檢測結果的準確度，即提升了最終的故診斷結果生成的準確性。