電氣信號數字化檢測技術分析

馬進　劉世勛　趙雪

摘要：當前，電氣設備的應用改變了人們的生活方式，同時也提高了生產效率，而電氣信號數字化檢測技術的應用使得電氣設備更加如虎添翼，不僅提高了電氣信號的檢測準確性和可靠性，而且實現了對電氣設備的檢測和保護作用。文章分析了信號處理技術在電氣設備檢測中的應用，同時針對電氣設備檢測技術的發展提出了相應的見解，從五個發展方向進行了詳細分析。

關鍵詞：電氣信號；數字化檢測技術；電氣設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM935 文章編號：1009-2374（2015）21-0065-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.033

當前，電氣設備得到了廣泛的應用，如在電網系統、生產系統及樓宇結構中等，極大地改善了人們的生活方式，同時也推動了人類文明的發展。隨著電氣設備的結構逐漸復雜化、功能逐漸強大化，其故障的發生率逐漸升高，由于故障造成的損失也逐漸增大，因此電氣設備的檢測工作逐漸成為人們重點關注的問題。

1 信號處理技術在電氣設備檢測中的應用

電氣設備的檢測工作對于維持其良好的運行至關重要。由于電氣設備的內部構成復雜，使得其在運行的過程中容易出現故障問題。通常而言，其故障檢測和診斷工作有信號檢測、數據的采集、數據分析、評估結果輸出等。電氣設備中光、電、聲波、振動、溫度等因素的變化都會通過傳感器傳輸到數據采集存儲器中，同時采集到的數據傳輸到控制中心，再進行數據信號的對比和分析。在電氣設備檢測中，常用的三種數據采集方式是采集波形、采集信號峰、采集脈沖，常用的故障診斷方法為模糊邏輯法、人工神經網絡法、專家系統法等。

將信號處理技術應用于電氣設備檢測中，可以實現檢測信號的處理，并保留有用的信號，從而提取信號特征，并利用信號表現出的征兆來進行故障診斷。這種信號處理技術的應用可以為電氣設備的檢測提供更加穩固的保障，例如時域分析法、傅立葉變化頻域分析、小波分析法等應用增強了檢測信號的精確性。另外根據信號的特征和系數模的不同，可以實現信號波形的有效檢測，同時小波分析法可以精確地反映電氣設備故障的發生時間和發生位置，為電氣設備的故障檢測提供保障。

2 電氣設備檢測技術的發展方向

當前，科學技術的飛速發展為電氣設備檢測技術的發展指明了方向。檢測技術的發展離不開信息技術、虛擬技術、遠程控制技術、人工智能技術的發展，這也是當前電氣信號數字化檢測技術的發展方向。

2.1 電氣設備檢測的信息融合技術發展

電氣設備檢測信息融合技術的發展，拓寬了信息的來源渠道。當前，傳感器技術和數字化技術的發展前景良好，其應用可以改善信息處理的質量，提高故障診斷的發生狀況。相對于傳統的檢測方式，信息融合技術的發展提高了檢測的精確性，首先體現在其測量檢測結果的抗干擾性較強，避免了外界信號對故障檢測信號的干擾。傳感器的性能直接決定了故障的檢測效果，同時不同傳感器的抗干擾靈敏度不同。電磁干擾反應不靈敏的傳感器信息進行融合之后，可以有效地剔除干擾信號的影響，增強故障信號的檢測準確性。

2.2 基于虛擬信號技術的發展

虛擬信號技術的發展，為電氣信號數字化檢測技術的發展提供了良好的載體。隨著科學技術的發展，虛擬儀器技術是檢測領域的研究重點。虛擬技術的發展離不開網絡技術的發展，網路技術的發展提供了虛擬的空間。網絡技術發展是以軟件作為核心技術，實現了電子信號的測試、分析、存儲、傳輸和控制系統，并實現了信號處理模式的一體化，增強了故障的檢測準確性。此外虛擬信號的發展增強了系統的可視性和交互性，提高了系統界面的效果，為設備檢測發展提供了發展空間。

2.3 遠程電氣信號檢測和網絡化跟蹤

遠程電氣信號檢測和網絡化跟蹤技術結合發展是當前電氣設備檢測技術的發展方向，而這種技術模式的出現需要依賴計算機技術和數據庫技術的發展，同時對于軟件開發和寬帶數字技術提出了更高的要求。當前我國的遠程電氣信號檢測技術發展良好，互聯網在電氣設備的檢測中發揮著重要的作用。計算機通過其強大的計算能力將收集到的電氣設備信號進行評估和診斷，同時加強對于設備運行數據的采集，通過數據之間的對比，辨別出異常信號，從而及時有效地發現故障的來源，增強了電氣設備檢測工作的效率。另外，遠程電氣信號檢測實現了遠程操作控制，以互聯網技術和數據庫技術作為依托，增大了檢測范圍，并實現了診斷知識和相關數據的共享，擺脫了設備信號檢測時間和空間的限制，縮短了故障信號檢測和故障維修的時間。

2.4 基于人工智能的信號數字化檢測系統開發

電氣設備的發展為人工智能化的實現提供了載體，人工智能的實現依賴于計算機技術，通過賦予計算機人性思維方式進行工作，計算機模型會按照人類專家的推理過程進行獨自的計算模擬，從而解決實際存在的技術性難題。但計算機并不能實現真正意義上的獨立計算，其在故障診斷表達方面有著局限性。因此，這種系統在信號檢測應用時，要采用模糊性的自然語言來闡明設備運行狀態特征，同時采用模糊集合的概念進行狀態原因的表述，以提高檢測判斷的有效性和精確性。通常而言，人工智能的信號數字化檢測系統開發需要優化系統的狀態效應，同時在系統中輸入模擬形式，采用模糊的檢測技術進行狀態監控，才能減少人工智能化信號數字化檢測的錯誤，提高信號檢測的精確性。

2.5 基于數字化的壽命周期成本管理

電氣信號數字化檢測技術應用的目的是提高設備故障檢測的精確性和及時性，減少設備故障對生產造成的影響，從而提高經濟效益，降低生產成本。通常而言，電氣設備有一定的使用年限，在設備的不同維修過程，電氣設備的運行效率逐漸降低，導致檢測費用高于設備重新配置的費用，從而讓電氣信號數字檢測工作變得毫無意義。因此基于數字化的壽命周期成本管理是當前檢測技術的發展趨勢，檢測技術的應用要以設備壽命期內的檢測費用作為評價標準。此外，電氣設備檢測技術應當考慮狀態檢修對于成本的影響，綜合評估電氣設備的運行效率和成本控制，從而提出更加合理的發展目標。

3 結語

總而言之，電氣信號數字化檢測技術的發展為電氣設備的應用提供了保障。在實際應用中，提高數字化信號的檢測水平有助于提升設備運行的安全性和可靠性，從而提高生產的經濟效益。當前電氣信號檢測技術朝著高精度、高速度、現代化、應用性強的方向發展，同時注重檢測技術和檢測理論的結合應用。因此，電氣設備檢測技術的發展方向應當實現理論和實踐的結合，以虛擬技術、遠程控制技術、人工智能技術、壽命成本管理為依托，實現信號檢測技術的升級換代，為企業的發展提供良好的保障。

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作者簡介：馬進（1982-），男，遼寧沈陽人，沈陽出入境檢驗檢疫局工程師，研究生，研究方向：機電；劉世勛（1980-），男，遼寧沈陽人，中認（沈陽）北方實驗室有限公司工程師，研究生，研究方向：電氣；趙雪（1983-），男，遼寧沈陽人，沈陽飛機工業（集團）有限公司工程師，研究方向：機械。

（責任編輯：秦遜玉）