• ②按诊断时间分： 定期诊断 每隔一段时间如一周、一月或数月，对运行中的设备进行
一次检测诊断，也叫巡回检测诊断。
连续诊断 采用现代化仪表和计算机信息处理系统对设备的状态进行
连续不断的监测诊断。
二者的选择取决于设备的关键程度和设备性能劣化速度等因素。
机械故障诊断学
第一章 概述
• ③按诊断环境分： 在线诊断 指不离开现场，对运行中的设备用传感器采集信息后，直
理论基础广泛：涉及数学、物理、化学、机械技术、电子技 术、传感技术、计算机及数字信号处理技术、统计模式识 别技术等多领域
机械故障诊断学
第一章 概述
四个基本环节：信息采集、分析处理（数据处理）和状态识 别（判断和预报）和诊断决策
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第一章 概述
• 1）信号采集 将最能表征设备运行状态的信息，用传感器
参数的过程
最基本方法：时域分析法和频域分析法。
处理方法很多，各种滤波、包络线分析、
混沌、自适应等，可研究空间大
机械故障诊断学
第一章 概述
• 3）状态识别 将得到的诊断参数值与档案库里的标准值进 行比较，按一定判别准则对设备作出正常与否的判断
涉及模式识别、信息融合、人工智能等多 领域
• 4）诊断决策 根据识别结果，对异常状态进一步分析， 确定故障的原因、部位、程度、类别，根据诊断结果推 测发展趋势，提出处理措施等
转变为电信号
传感器工作原理的分类物理传感器应用
的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸
缩现象，离化、极化、热电、光电、磁
电等效应。被测信号量的微小变化都将
转换成电信号。 化学传感器包括那些以
化学吸附、电化学反应等现象为因果关
系的传感器，被测信号量的微小变化也
将转换成电信号
2）信号处理 排除干扰，提取最能反映设备状态的特征
机械故障诊断学
第一章 概述
• §1.1 什么是机械故障诊断技术
故障：是机械达不到规定和要求功能的状态，也可称为失效。
故障诊断技术：建立在能量耗散原理基础之上的。
实质上就是一种给机器“ 看病” 的技术。包含“监测”和 “ 诊断”两层意思。
①监测：对机器的某些特征参数（如振动、噪声和温度等） 进行测取，将测定值与规定的正常值进行比较，判别机器 是否工作正常；若对机器进行定期定期或连续监测，还可 获得机器状态的趋势性规律，得到机器剩余寿命估计，实 现状态预测和预报。对机器健康状况的初级诊断，又称简 易诊断。
§1.3 监测与诊断技术种类
• ①按监测信息与诊断对象的关系分：
直接诊断 根据诊断对象本身的信息变化，直接判断诊断对象状态。
如根据轴承间隙、齿轮齿面的磨损、轴的疲劳裂纹和变形量，直接 判断它们的状态。其优点在于诊断可靠性高，缺点为实施受到设备 结构和条件的限制，通常需停机，拆卸零部件。
间接诊断 通过监测运行中的设备的温度、声音、振动等二次信息的
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本课程主要内容 1 概述 2 技术基础
第一章 概述
基本研究内容；基本故障分类；监测与 诊断技术种类；监视诊断系统的主要环 节及诊断策略；设备的故障规律；诊断 技术发展概况。
3 信号分析与处理技术
4 振动诊断 5 诊断新技术
主要参考文献： 1.《机械故障诊断》，梁为，机械工业出版社， 2005.11 2.《机械故障诊断基础》，李国华，化学工业出版社，1999年. 3.《测试技术及其应用》，刘经燕 ，华南理工大学出版社，2000年. 4.《复杂机械故障诊断的分析与小波方法》，徐玉秀，机械工业出版社，2003年.
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第一章 概述
②诊断：对机器产生故障的原因、部位、严重程度等一一作 出判断，为管理决策提供依据，是对机器健康状况的精密 诊断。精密诊断的目标：对简易诊断为异常的机器进行专 门检测、分析和判别，最后确定应采取的技术措施。
二者关系：状态监测是ຫໍສະໝຸດ 础，故障诊断是监测基础上的深入 和发展。
范畴：属信息技术
变化诊断。依据一般是综合信息，通过可测点的信息来得到不可测 点的状态。缺点在于会发生误报、漏报现象。如通过监测润滑油温 度判断轴承状态，要排除室温的影响、油量多少的影响、散热条件 的变化等因素。优点在于可在线实时进行，根据综合信息提高诊断 的可信度，是一个深受重视的研究方向。
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第一章 概述
③ 按发生原因分：人为故障和自然故障
设备在制造或大修时，使用了不 合格的零件；运行时不遵守操作 规程，或运输、包管不当，所造 成的设备故障。（提高管理水平）
设备在使用或保存期间，由于外 部和内部各种自然因素的影响而 引起的，如正常情况下的磨损、 老化、腐蚀等。（有不可抗拒性）
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第一章 概述
涉及专家系统、模糊控制、人工智能 等多领域
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第一章 概述
• §1.2 故障种类 • ①按故障发生、发展的快慢分：突发性故障和渐进性故障
故障的发生有偶然性，与使用 时间长短无关，发生前无可察 觉的征兆，发生后状态急剧恶 化须立即排除。 通常不影响设备的使用寿命， 如:液压系统油路堵塞，设备 的润滑油中断、电气系统断路、 操作人员失误等。
由设备的技术指标逐渐劣化 引起（受磨损、腐蚀、疲劳、 老化等影响），发生概率与 使用时间有关，可预测。大 部分机械故障都属于渐进性 故障
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第一章 概述
② 按故障表现分：功能故障和潜在故障
设备丧失了或明显降低了工作能 力，这类故障容易发现，操作者 能感受出来，有称为实际故障
与渐进性故障相联系，故障在功 能方面尚未表现出来，但已发展 到能鉴别的程度时，称其为潜在 故障，对其进行研究在机械故障 诊断中重要价值。
接送入分析处理仪器或计算机进行分析处理和诊断。 优点：实时性好，不漏报故障。 缺点：费用高，不灵活，适于关键设备。另外要求在线诊断所用传 感器不应干扰监测对象的正常运行。
离线诊断 在现场将设备的状态信号记录下来，在实验室或其他合适
的地方进行处理和分析。 优点：灵活方便，费用少。 缺点：不及时，容易漏报故障，一般用于普通设备的常规检查。
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第一章 概述
• ③按诊断方法的完善程度分：
简易诊断 (simple diagnosis) 对设备有无故障的初步判断，
包括对故障的发展趋势作出初步估计。一般来说，多使用便携式 仪器，由现场工作人员实施。