試論虛擬儀器技術在故障診斷中的應用

袁曦

摘 要：隨著科學技術的發展，虛擬儀器的運用也越來越廣泛，現在使用的虛擬儀器大多是美國研發的LabVIEW系統平臺。從虛擬儀器的發展情況出發，分析故障研發系統的發展，并結合實例合理闡述這項技術的應用特點。

關鍵詞：虛擬儀器；故障診斷；硬件設備；軟件設備

中圖分類號：TP206+.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0007-01

虛擬儀器主要是將現代計算機技術與儀器儀表技術結合起來而研發的，同樣它也包含了一些其他科技產品和技術。虛擬儀器的研發實現了“軟件也是儀器”的科學設想，是科學技術下的完美產物。虛擬儀器既有傳統儀器的功能，又有現在科學技術的優勢，彌補了以往儀器數據信息的表達、傳輸、存儲不足的缺點，具有較強的靈活性，且故障診斷對大型機械設備的故障勘察和維修是非常有效的。現代機械設備逐漸朝著自動化和信息化的方向發展，因此，將虛擬技術運用到故障診斷中是非常有益的。

1 故障診斷的發展現狀

1.1 傳統故障診斷的發展現狀

從現階段設備故障診斷的情況來看，故障診斷涉及的領域非常廣泛，比如現在的旋轉類設備、小型機械加工設備和一些流程工業設備都用到了故障診斷。在傳統的故障診斷中，旋轉類設備的診斷技術是比較成熟的，而且這類診斷還有了一定的研究成果。在現在的設備診斷中，所能利用的技術都是簡易診斷技術，這樣的診斷技術雖然操作起來比較簡便，但是，它能檢測到的故障也是比較簡單的。對一些大型機械設備來說，利用這樣的故障檢測方法是不能夠滿足設備的需求的。

1.2 現代設備檢修的發展狀況

隨著科學技術和機械設備制造技術的發展，機械設備被廣泛應用于各行各業中，所以，對設備的故障維修需求也越來越大。在一般情況下，設備的故障檢修包括兩個方面，即對設備狀態的檢測和對設備故障的診斷。傳統的設備故障診斷的工程量比較大，在監測設備狀態時，如果發現異常情況，在監測的基礎上對設備進行故障診斷和維修。虛擬儀器的出現給故障檢修工作帶來了很大的幫助。虛擬儀器可以有效地解決設備故障狀態監測中的數據采集和數據分析問題，同時，在維修設備故障時也可以依靠虛擬儀器，這樣可以有效地減少設備故障診斷的費用，節省了大量的人力，對故障檢修工作有非常大的幫助。

2 虛擬儀器的特點和應用

2.1 虛擬儀器的特點

虛擬儀器并不是傳統意義上的儀器設備，而是一種基于電子計算機技術的新型軟件設備。該軟件依靠的是計算機技術和一些硬件模塊，利用軟件采集一些傳統意義上的數據，并對數據進行分析，將分析結果顯示出來。這種技術改變了以往儀器在出廠時就被設置好的功能，可以讓用戶根據自身的需求設定軟件功能，而該軟件的可改變性也受到了越來越多用戶的支持。虛擬儀器有效地改變了過去設備、儀器的不可改變性，讓用戶依靠軟件和硬件資源實現對儀器功能的改變，而這樣的突破是傳統儀器不能比擬的。

2.2 虛擬儀器的應用

虛擬儀器作為一項新興的技術，在現代技術領域的應用是非常廣泛的。隨著科學技術的不斷進步，虛擬儀器也在不斷發展，它的制造技術也在不斷地更新。在許多行業中，比如航空、通信、醫藥等領域都使用虛擬儀器技術，不管是在簡單的信息數據采集工作中，還是一些新興的自動化工作中，都可以看到虛擬儀器的身影。虛擬儀器的應用范圍非常廣泛，使用虛擬儀器技術制造的產品的人也越來越多。這說明，虛擬儀器已經是現代生產生活中不可或缺的技術之一。

3 虛擬儀器技術在故障診斷中的運用

虛擬儀器技術被廣泛運用于故障診斷中。將虛擬儀器技術運用到故障診斷中需要利用故障分析儀，而故障分析儀的設計中用到的虛擬儀器技術也是非常多的。

3.1 故障分析儀器的硬件設備

故障分析儀使用的硬件設備非常多，不同的設備需要不同的硬件設施支持。在采集數據時，要選用數據采集板，它接收的數據信息量是非常大的，比如設備的加速度信號、扭轉信號等。通過收集的信號分析儀器能實現對設備狀態的動態監測，一旦發現收集的信號與正常情況下的信號數據誤差較大，就可以監察問題信號源，及時找到設備故障的源頭。

3.2 故障分析儀器的軟件設備

在機械故障分析儀器運行的過程中，最重要的是軟件設備。軟件設備是故障分析儀器的革新部分，工作人員通過軟件分析硬件設備收集到的信息，進而完成故障探測和維修工作。在故障探測的過程中，利用傳感器探測故障，用數據采集板采集數據，讓數據信息輸入軟件設備中，最后用專用的虛擬儀器平臺軟件分析，從而實現對故障的合理探測。軟件設備是整個虛擬儀器工作的核心，它可以根據設備的不同、依照客戶的需求作出改變，比如現在的往復式設備故障檢修就可以利用虛擬儀器的軟件設備設置。

4 結束語

虛擬儀器技術是電子計算機技術與儀器技術發展的結合，將該技術運用到設備故障診斷中有非常好的發展前景，而這樣的新興技術也必然會取代傳統的故障診斷技術。時代的發展要求我們必須在故障診斷中合理運用虛擬儀器技術，讓設備故障診斷朝著更好的方向發展。

參考文獻

[1]陳會蓮，聶彩麗，王家忠，等.虛擬儀器技術在發動機故障診斷中的應用[J].農機化研究，2007（04）：145-147.

[2]宋增，彭長征，馬懷祥.虛擬儀器在機械設備故障診斷中的應用[J].現代機械，2006（03）：63-64.

[3]伍星華，王旭.國內虛擬儀器技術的應用研究現狀及展望[J].現代科學儀器，2011（04）：112-116.

〔編輯：白潔〕