CN110988557B - 一种基于实时电流检测的设备故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备维护技术领域，具体公开了一种基于实时电流检测的设备故障检测装置，包括检测模块、识别模块和无线模块；检测模块电流输入端与电源连接，电流输出端与待检测设备的电源输入端连接；信号输出端与识别模块信号连接；信号输出端用于实时输出待检测设备的电流值；识别模块用于从信号输出端获取电流值，基于电流值与预存的设备电流特征进行对比分析，判断设备类型，识别模块还用于在判断设备类型后，将电流值与预存的对应设备类型的故障电流特征进行对比分析，判断待检测设备当前是否故障，当待检测设备故障时，识别模块还用于输出判断结果。采用本发明的技术方案能自动适应设备并进行故障的检测与判断。

Description

一种基于实时电流检测的设备故障检测装置

技术领域

本发明涉及设备维护技术领域，特别涉及一种基于实时电流检测的设备故障检测装置。

背景技术

目前对故障设备的处理方式都是事后维修，即发生故障后再检查设备现象、故障位置并倒推故障原因，最后给出故障解决办法。这样的处理方式导致从故障发现到故障排除耗费的时间多，效率低。

而当前不管是工厂、学校还是医院等，都有众多的设备需要维修保障；以医院为例，不管是大型三甲医院、二级医院及社区医院都拥有许多的医疗设备，都面临着设备维修保障的巨大压力。由于设备急速增长，加上维修工程师不足，按照传统的事后维修的方式处理医疗设备故障，已经难以满足这些医院的需求。

为此，公开号为CN105277771B的中国专利公开了一种故障电流检测电路包括：检测电流的初级电流互感器；将电流检测信号转换为具有小电流的次级转换信号的一对次级电流互感器；通过将与次级转换信号相对应的电流值与预定的基准电流值相比较来判定是否发生故障电流的故障检测电路部分；判定电力电路上是否发生浪涌电流的浪涌检测电路部分；以及跳闸判定单元，其接收故障检测信号和浪涌检测信号，并当接收到该故障检测信号和该浪涌检测信号中的至少一个时，产生跳闸控制信号。

上述方案能在外部电网发生电流异常时跳闸，以避免损坏设备，降低了设备故障的概率；但是对于设备内部故障引发的电路变化却不能做到及时的监控与处理。即使工厂、学校或者医院中的某些设备能对自身的电流进行监控，但是由于这些设备的生产厂商的不同，设备的类型不同，容易导致数据输出格式不统一，难以进行统一的识别与分析；而且，当前不具备对自身电流监控的设备占大多数，因此，如何统一对所有的设备进行监测和自动故障判断成了提高设备故障检修效率的关键。

发明内容

本发明提供了一种基于实时电流检测的设备故障检测装置，能够自动适应设备并进行故障的检测与判断。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种基于实时电流检测的设备故障检测装置，包括检测模块、识别模块和无线模块；检测模块包括电流输入端、电流输出端和信号输出端；电流输入端与电源连接，电流输出端与待检测设备的电源输入端连接；信号输出端与识别模块信号连接；信号输出端用于实时输出待检测设备的电流值；识别模块用于从信号输出端获取电流值，基于电流值与预存的设备电流特征进行对比分析，判断设备类型，识别模块还用于在判断设备类型后，将电流值与预存的对应设备类型的故障电流特征进行对比分析，判断待检测设备当前是否故障，当待检测设备故障时，识别模块还用于输出判断结果；判断结果包括设备类型和故障类型；无线模块用于向外发送判断结果。

基础方案原理及有益效果如下：

由于每种设备内部元器件不同，功率不同，工作方式也不同，导致其电流也不相同。本方案中，通过从信号输出端获取电流值，将电流值与预存的设备电流特征进行匹配，可以准确得出该设备的类型，实现了自动识别设备类型的目的。将电流值与预存的对应设备类型的故障电流特征进行对比分析，能准确判断待检测设备当前是否故障，如同通过脉象(电流)变化判断待检测设备“健康”(完好)状况。当待检测设备发生故障时，电流值产生变化，故通过对比分析能自动发现故障；无线模块向外发送判断结果，能供工程师快速确认故障类型，及时应对处理。

本方案基于电流实现了设备类型的识别以及故障的判断，能有效提高设备故障检修效率。

进一步，所述识别模块包括处理单元和存储单元，处理单元用于从信号输出端获取电流值，根据电流值生成待检电流波形数据，存储单元中预存有设备电流特征，设备电流特征包括每一设备类型对应的正常电流波形数据；处理单元还用于将待检电流波形数据与每一设备类型对应的正常电流波形数据进行对比分析并根据分析的结果判断设备类型。

与仅仅通过电流值进行对比分析相比，通过电流波形数据进行对比分析结果更为准确。

进一步，所述处理单元还用于记录电流值的获取时间，设备电流特征还包括正常电流波形数据的采集时间；当待检电流波形数据与至少两个设备类型对应的正常电流波形数据匹配成功时，处理单元还用于将电流值的获取时间与正常电流波形数据的采集时间进行对比，将采集时间与获取时间最接近的正常电流波形数据作为对比成功的正常电流波形数据。

为了提高对比匹配的成功率，通常预存的正常电流波形数据的长度会大于待检电流波形数据的长度；换句话说，待检电流波形数据可以视作一个片段，与整条正常电流波形数据进行对比，作为片段的待检电流波形数据与整体正常波形数据上的某一段匹配成功即可；这也就有一定的几率会出现采集到的待检电流波形数据与两个正常电流波形数据都能匹配上的现象。由于设备类型不同，在相同的时间处理的任务不同，类型不同的设备在相同时间的电流也不相同，本方案增加时间这个维度进行二次对比。能有效避免上述无法区分设备类型的情况出现。

进一步，所述存储单元还用于存储每种设备类型的故障电流特征；故障电流特征包括故障发生前至故障发生瞬间的故障电流波形数据；处理单元用于将待检电流波形数据与对应设备类型的故障电流波形数据进行对比分析。

通过存储故障发生前至故障发生瞬间的故障电流波形数据，便于后期的对比判断，能提高判断的准确性。

进一步，所述无线模块还用于接收设备电流特征的设备更新数据，处理单元还基于设备更新数据更新存储单元中的设备电流特征。

可以对设备电流特征进行远程更新，维护方便。

进一步，所述无线模块还用于接收故障电流特征的故障更新数据，处理单元还基于故障更新数据更新存储单元中的故障电流特征。

可以对故障电流特征进行远程更新，维护方便。

进一步，还包括显示模块，显示模块用于显示判断结果。

便于工程师通过显示模块快速的了解故障类型。

进一步，还包括语音模块，当设备故障时，识别模块还用于控制语音模块发出报警信息。

能在故障发生时，及时提醒周围的人。

进一步，还包括限流模块，限流模块一端与电源连接，限流模块另一端与检测模块的电流输入端连接，限流模块用于在电流超过阈值时，断开电路。

能在外部电流出现异常时，及时断开电路，避免待检测设备被击穿。

进一步，所述无线模块包括WIFI单元、4G网络单元、5G网络单元、蓝牙单元和ZigBee单元中的一种或多种。

通过无线模块，能方便的将判断结果发送出去。

附图说明

图1为一种基于实时电流检测的设备故障检测装置实施例一的立体图；

图2为一种基于实时电流检测的设备故障检测装置实施例二的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：壳体1、插座2。

实施例一

如图1所示，本实施例的一种基于实时电流检测的设备故障检测装置，包括壳体1、第一插头、插座2、检测模块、识别模块和无线模块。

检测模块、识别模块和无线模块均螺钉固定在壳体1内部；检测模块包括电流输入端、电流输出端和信号输出端；电流输入端与电源连接，电流输出端与待检测设备的电源输入端连接；信号输出端与识别模块信号连接；检测模块用于实时检测待测设备的电流值，并通过信号输出端实时输出电流值。本实施例中，电流输入端与第一插头通过电线连接，电流输出端通过电线与插座2连接，壳体1上开有与插座2匹配的安装孔，插座2粘接在安装孔上。使用时，用第一插头连接电源，将待检测设备的第二插头插入壳体1上的插座2。本实施例中，检测模块采用定制的PZEM-002型电力监测仪，其工作电压为80～260V，电流20A，可以满足一般设备的检测需求。如果是工厂，可根据实际情况选用工作电压为380v的电力监测仪。

识别模块包括存储单元和处理单元；存储单元用于存储设备电流特征和每种设备类型的故障电流特征；本实施例中，设备电流特征包括每一设备类型对应的正常电流波形数据，以及正常电流波形数据的采集时间；故障电流特征包括故障发生前至故障发生瞬间的故障电流波形数据。本实施例中，存储单元采用Flash芯片。

处理单元用于从信号输出端获取电流值，根据电流值生成待检电流波形数据，处理单元还用于记录电流值的获取时间。

处理单元还用于将待检电流波形数据与每一设备类型对应的正常电流波形数据进行对比分析并根据分析的结果判断设备类型。当待检电流波形数据与至少两个设备类型对应的正常电流波形数据对比成功时，处理单元还用于将电流值的获取时间与正常电流波形数据的采集时间进行对比，将采集时间与获取时间最接近的正常电流波形数据作为匹配成功的正常电流波形数据。

处理单元还用于在判断设备类型后，将待检电流波形数据与对应设备类型的故障电流波形数据进行对比分析，判断设备当前是否故障，当设备故障时，识别模块还用于输出判断结果；判断结果包括设备类型和故障类型。本实施例中，本实施例中，处理单元采用MCU，具体为STM32系列单片机。

无线模块用于向外发送判断结果。无线模块还用于接收设备电流特征的设备更新数据和故障电流特征的故障更新数据；处理单元还基于设备更新数据更新存储单元中的设备电流特征；基于故障更新数据更新存储单元中的故障电流特征。无线模块包括WIFI单元、4G网络单元、5G网络单元、蓝牙单元和ZigBee单元中的一种或多种。本实施例中，无线模块采用WIFI单元。无线模块向外发送的判断结果，可以是终端或者中心服务器进行接收，再由终端或中心服务器向无线模块发送设备电流特征的设备更新数据和故障电流特征的故障更新数据，实现数据的远程更新。

实施例二

如图2所示，本实施例和实施例一的区别在于，本实施例中还包括显示模块和语音模块。显示模块用于显示判断结果。当设备故障时，识别模块还用于控制语音模块发出报警信息。本实施例中，显示模块采用LED显示屏，语音模块采用蜂鸣器。壳体1上还开设有显示窗和喇叭孔，LED显示屏粘接在显示窗上；蜂鸣器粘接在壳体1内部，通过喇叭孔向外发声。

实施例三

本实施例和实施例一的区别在于，本实施中，还包括限流模块，限流模块一端与电源连接，限流模块另一端与检测模块的电流输入端连接，限流模块用于在电流超过阈值时，断开电路。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于，包括检测模块、识别模块和无线模块；检测模块包括电流输入端、电流输出端和信号输出端；电流输入端与电源连接，电流输出端与待检测设备的电源输入端连接；信号输出端与识别模块信号连接；信号输出端用于实时输出待检测设备的电流值；识别模块用于从信号输出端获取电流值，基于电流值与预存的设备电流特征进行对比分析，判断设备类型，识别模块还用于在判断设备类型后，将电流值与预存的对应设备类型的故障电流特征进行对比分析，判断待检测设备当前是否故障，当待检测设备故障时，识别模块还用于输出判断结果；判断结果包括设备类型和故障类型；无线模块用于向外发送判断结果；

所述识别模块包括处理单元和存储单元，处理单元用于从信号输出端获取电流值，根据电流值生成待检电流波形数据，存储单元中预存有设备电流特征，设备电流特征包括每一设备类型对应的正常电流波形数据；处理单元还用于将待检电流波形数据与每一设备类型对应的正常电流波形数据进行对比分析并根据分析的结果判断设备类型；

所述处理单元还用于记录电流值的获取时间，设备电流特征还包括正常电流波形数据的采集时间；当待检电流波形数据与至少两个设备类型对应的正常电流波形数据匹配成功时，处理单元还用于将电流值的获取时间与正常电流波形数据的采集时间进行对比，将采集时间与获取时间最接近的正常电流波形数据作为对比成功的正常电流波形数据。

2.根据权利要求1所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：所述存储单元还用于存储每种设备类型的故障电流特征；故障电流特征包括故障发生前至故障发生瞬间的故障电流波形数据；处理单元用于将待检电流波形数据与对应设备类型的故障电流波形数据进行对比分析。

3.根据权利要求2所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：所述无线模块还用于接收设备电流特征的设备更新数据，处理单元还基于设备更新数据更新存储单元中的设备电流特征。

4.根据权利要求3所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：所述无线模块还用于接收故障电流特征的故障更新数据，处理单元还基于故障更新数据更新存储单元中的故障电流特征。

5.根据权利要求4所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：还包括显示模块，显示模块用于显示判断结果。

6.根据权利要求5所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：还包括语音模块，当设备故障时，识别模块还用于控制语音模块发出报警信息。

7.根据权利要求6所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：还包括限流模块，限流模块一端与电源连接，限流模块另一端与检测模块的电流输入端连接，限流模块用于在电流超过阈值时，断开电路。

8.根据权利要求7所述的基于实时电流检测的设备故障检测装置，其特征在于：所述无线模块包括WIFI单元、4G网络单元、5G网络单元、蓝牙单元和ZigBee单元中的一种或多种。

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