CN201739157U - 一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统 - Google Patents
一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，包括传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置，传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置依次相连；传感器单元用于测量地铁中央空调风机系统的各个参数；数据采集板卡用于采集传感器单元测得的参数并对其进行滤波；计算机数据处理单元用于对数据采集板卡采集到的参数进行分析判断和储存；报警执行装置根据计算机数据处理单元发出的信号进行报警。本实用新型能够自动实时准确全面地收集风机运行参数，经过一定的信息融合分析处理，能够较为准确地识别设备故障模式以及故障原因。
Description
技术领域
本实用新型涉及地铁中央空调风机检测领域，特别是涉及一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统。
背景技术
地铁车站设备监控系统是对车站设备进行监控，确保设备处于高效、节能、可靠的最佳运行状态。通风与空调系统是地铁车站设备监控系统的主要组成部分。它的稳定运行保证了地铁在正常运行时，为乘客提供安全、舒适的乘车环境，为地铁工作人员和设备运行提供良好的工作环境。并且在地铁车站出现火灾报警时，通风与空调系统能迅速排除烟气，保证乘客安全撤离。
在中央空调系统中，空调风机系统应该保持正常运转。在使用中由于缺油、松动、腐蚀等原因，会引起设备磨损加剧、振动增大，若不能及时发现处理，将引起轴承烧毁、机件损坏，甚至叶片断裂等恶性事故。
目前，通常利用人工来检测和管理空调风机的运行，但是这种做法存在如下弊端：(1)难以准时、全面收集风机运行参数，不利于全面掌握风机的运行状态；(2)难以对记录的数据进行快速分析，进而在突发事故时，不能采取有效的决策处理，有可能延误时机，造成损失；(3)记录的数据容易丢失，不利于对历史数据进行科学管理、总结规律等等。
近20年来，传感器技术获得了迅猛的发展，各种面向复杂应用背景的信息融合系统也随之大量出现。在这些系统中，信息表现形式的多样性、信息容量以及信息的处理速度等要求己经远远超出人脑的信息融合能力，信息融合技术便应运而生。由于信息融合系统本身所具有良好的性能稳定性、宽阔的时空覆盖区域、很高的测量维数、良好的目标空间分辨率以及较强的故障容错和系统重构能力等潜在特点。根据国内外研究成果，多传感器信息融合MSIF(Multiple Sensor Information Fusion)，也称为多传感器数据融合，是将同一个对象不同位置的同类或不同类的多个传感器信息加以综合，消除传感器之间可能存在的冗余和矛盾的信息，加以互补，降低其不确定性，以形成对对象相对完整一致的感知描述，从而提高智能系统的规划、决策的快速行和正确行，降低决策风险。多传感器信息融合系统较单传感器系统还能提高系统的可靠性，容错能力、系统精度等。故亟需一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，来解决上述问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，可自动对地铁中央空调风机系统进行检测。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，包括传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置，所述的传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置依次相连；所述的传感器单元用于测量地铁中央空调风机系统的各个参数；所述的数据采集板卡用于采集所述的传感器单元测得的参数并对其进行滤波；所述的计算机数据处理单元用于对所述的数据采集板卡采集到的参数进行分析判断和储存；所述的报警执行装置根据计算机数据处理单元发出的信号进行报警。
所述的传感器单元包括加速度传感器、位移传感器、电机电流传感器、油温传感器和红外轴瓦温度传感器；所述的加速度传感器安装在中央空调风机系统的减速器的输入轴和输出轴的径向截面上，用于测量两轴轴振；所述的位移传感器安装在中央空调风机系统的减速器的输入轴和输出轴的轴向截面上，用于测量两轴的轴位移；所述的电机电流传感器设于所述的中央空调风机的变频器三根输出线之间，用于测量电机的电流；所述的油温传感器设于所述的中央空调风机的齿轮箱内，用于测量齿轮箱内的润滑油的温度；所述的红外轴瓦温度传感器设置于中央空调风机外，用于测量轴瓦温度。
所述的加速度传感器为电容式集成一体化加速度传感器；所述的位移传感器为电涡流传感器；所述的电机电流传感器为霍尔传感器；所述的油温传感器为热电偶温度传感器；所述的红外轴瓦温度传感器为非接触式的红外传感器。
所述的数据采集卡为M系列数据采集卡。
因为轨道交通车站设备以环控通风系统为主，关键设备大多属于旋转类设备，旋转类设备的故障可由振动信号在频域中不同波段上的相对能量判断。所以将多传感器信息融合技术应用到地铁车站中央空调风机故障诊断之中，能有效地利用多传感器最大限度地获取中央空调风机运行的状态信息，经过一定的信息融合分析处理，能够较为准确地识别设备故障模式以及故障原因。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：将多传感器信息融合技术应用到地铁车站中央空调风机故障诊断之中，能够有效利用多种传感器最大限度地获取中央空调风机运行的状态信息，再由数据采集板卡及时收集风机运行时的各种参数信号，有利于掌握风机的运行状态，并通过计算机数据处理单元对采集到的参数信号进行快速分析准确地识别设备故障模式以及故障原因，将参数信号转为数据存储在数据库中，有利于对历史数据进行科学管理、总结规律。
附图说明
图1是本实用新型的连接示意图；
图2是本实用新型的电机电流传感器布置图；
图3是本实用新型的加速度传感器、位移传感器和油温传感器布置图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本实用新型的实施方式涉及一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，如图1所示，包括传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置，所述的传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置依次相连；所述的传感器单元用于测量地铁中央空调风机系统的各个参数；所述的数据采集板卡用于采集所述的传感器单元测得的参数并对其进行滤波；所述的计算机数据处理单元用于对所述的数据采集板卡采集到的参数进行分析判断和储存；所述的报警执行装置根据计算机数据处理单元发出的信号进行报警。
如图2和图3所示，所述的传感器单元包括加速度传感器、位移传感器、电机电流传感器、油温传感器和红外轴瓦温度传感器；所述的加速度传感器安装在中央空调风机系统的减速器的输入轴和输出轴的径向截面上，用于测量两轴轴振；所述的位移传感器安装在中央空调风机系统的减速器的输入轴和输出轴的轴向截面上，用于测量两轴的轴位移；所述的电机电流传感器设于所述的中央空调风机的变频器三根输出线之间，用于测量电机的电流；所述的油温传感器设于所述的中央空调风机的齿轮箱内，用于测量齿轮箱内的润滑油的温度；所述的红外轴瓦温度传感器设置于中央空调风机外，用于测量轴瓦温度。
所述的数据采集卡为M系列数据采集卡。M系列的设备可在多种操作系统上使用，有三个驱动软件可供选择，包括NI-DAQmx、NI-DAQmx Base和测量硬件DDK，但是NIM系列设备与传统的NI-DAQ(Legacy)驱动程序不兼容。每个M系列数据采集设备均包含一份NI LabVIEW SignalExpress的副本，无需编程即可快速采集、分析并显示数据。除了LabVIEW SignalExpress，M系列数据采集设备还与下列NI应用软件版本(或更高版本)兼容——LabVIEW 7.x、LabWindowsTM/CVI 7.x、或Measurement Studio 7.x；或带LabVIEWReal-Time模块7.1的LabVIEW。NI M系列数据采集设备也与Visual Studio.NET、C/C++和Visual Basic 6兼容。由于M系列数据采集卡的兼容性强使得本实用新型能够灵活运用。
首先，选用合适的数据采集卡和各个传感器，在此数据采集卡选用具有5倍采样速率的高速M系列设备或具有4倍分辨率和出众测量精度的高精度M系列设备，位移传感器选用85811-01型电涡流传感器，其线性度为±5％；加速度传感器选用TR61系列电容式集成一体化加速度传感器；电机电流传感器选用霍尔传感器，其范围为0～400A，输出为4～20mA标准信号；油温传感器选用热电偶温度传感器，其测量范围为-30～1200℃，输出为标准信号4～20mA；红外轴瓦温度传感器选用非接触式的红外传感器，其线性度为±1％。接着，将各个传感器安装在各自的位置，并通过数据线与M系列的数据采集卡相连，将数据采集卡的输出端与计算机数据处理单元相连，将计算机数据处理单元的输出端与报警执行装置相连。
当地铁中央空调风机系统开始工作时，设置在风机系统上的各个传感器开始测量风机系统的各个数据信号，数据采集板卡采集传感器监测的信号并对这些信号进行滤波处理，然后传输给计算机数据处理单元，进行有效的数据处理分析。在计算机数据处理单元中，首先设定各个传感器的阈值，如果采集到的信号超出设定的阈值，则发出信号给报警执行装置。同时，计算机数据处理单元将接收的数据信号存储起来。报警执行装置若接收到从计算机数据处理单元给出的信号，则报警。
不难发现，将多传感器信息融合技术应用到地铁车站中央空调风机故障诊断之中，能够有效利用多种传感器最大限度地获取中央空调风机运行的状态信息，再由数据采集板卡及时收集风机运行时的各种参数信号，有利于掌握风机的运行状态，并通过计算机数据处理单元对采集到的参数信号进行快速分析准确地识别设备故障模式以及故障原因，将参数信号转为数据存储在数据库中，有利于对历史数据进行科学管理、总结规律。
Claims (4)
1.一种基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，包括传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置，其特征在于，所述的传感器单元、数据采集板卡、计算机数据处理单元和报警执行装置依次相连；所述的传感器单元用于测量地铁中央空调风机系统的各个参数；所述的数据采集板卡用于采集所述的传感器单元测得的参数并对其进行滤波；所述的计算机数据处理单元用于对所述的数据采集板卡采集到的参数进行分析判断和储存；所述的报警执行装置根据计算机数据处理单元发出的信号进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，其特征在于，所述的传感器单元包括加速度传感器、位移传感器、电机电流传感器、油温传感器和红外轴瓦温度传感器；所述的加速度传感器安装在中央空调风机系统的减速器的输入轴和输出轴的径向截面上，用于测量两轴轴振；所述的位移传感器安装在中央空调风机系统的减速器的输入轴和输出轴的轴向截面上，用于测量两轴的轴位移；所述的电机电流传感器设于所述的中央空调风机的变频器三根输出线之间，用于测量电机的电流；所述的油温传感器设于所述的中央空调风机的齿轮箱内，用于测量齿轮箱内的润滑油的温度；所述的红外轴瓦温度传感器设置于中央空调风机外，用于测量轴瓦温度。
3.根据权利要求1所述的基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，其特征在于，所述的加速度传感器为电容式集成一体化加速度传感器；所述的位移传感器为电涡流传感器；所述的电机电流传感器为霍尔传感器；所述的油温传感器为热电偶温度传感器；所述的红外轴瓦温度传感器为非接触式的红外传感器。
4.根据权利要求1所述的基于信息融合技术的地铁中央空调风机检测系统，其特征在于，所述的数据采集卡为M系列数据采集卡。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107288907A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-10-24 | 浙江上风高科专风实业有限公司 | 一种轨道交通风机全生命周期管理系统 |
| CN107797065A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-13 | 佘德勇 | 变频风机低速运行故障检测报警电路 |
| CN108507784A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-07 | 辽宁工程技术大学 | 一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测系统 |
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| CN108507784A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-07 | 辽宁工程技术大学 | 一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测系统 |
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