电气信号数字化检测技术分析

马进　刘世勋　赵雪

摘要：当前，电气设备的应用改变了人们的生活方式，同时也提高了生产效率，而电气信号数字化检测技术的应用使得电气设备更加如虎添翼，不仅提高了电气信号的检测准确性和可靠性，而且实现了对电气设备的检测和保护作用。文章分析了信号处理技术在电气设备检测中的应用，同时针对电气设备检测技术的发展提出了相应的见解，从五个发展方向进行了详细分析。

关键词：电气信号；数字化检测技术；电气设备 文献标识码：A

中图分类号：TM935 文章编号：1009-2374（2015）21-0065-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.033

当前，电气设备得到了广泛的应用，如在电网系统、生产系统及楼宇结构中等，极大地改善了人们的生活方式，同时也推动了人类文明的发展。随着电气设备的结构逐渐复杂化、功能逐渐强大化，其故障的发生率逐渐升高，由于故障造成的损失也逐渐增大，因此电气设备的检测工作逐渐成为人们重点关注的问题。

1 信号处理技术在电气设备检测中的应用

电气设备的检测工作对于维持其良好的运行至关重要。由于电气设备的内部构成复杂，使得其在运行的过程中容易出现故障问题。通常而言，其故障检测和诊断工作有信号检测、数据的采集、数据分析、评估结果输出等。电气设备中光、电、声波、振动、温度等因素的变化都会通过传感器传输到数据采集存储器中，同时采集到的数据传输到控制中心，再进行数据信号的对比和分析。在电气设备检测中，常用的三种数据采集方式是采集波形、采集信号峰、采集脉冲，常用的故障诊断方法为模糊逻辑法、人工神经网络法、专家系统法等。

将信号处理技术应用于电气设备检测中，可以实现检测信号的处理，并保留有用的信号，从而提取信号特征，并利用信号表现出的征兆来进行故障诊断。这种信号处理技术的应用可以为电气设备的检测提供更加稳固的保障，例如时域分析法、傅立叶变化频域分析、小波分析法等应用增强了检测信号的精确性。另外根据信号的特征和系数模的不同，可以实现信号波形的有效检测，同时小波分析法可以精确地反映电气设备故障的发生时间和发生位置，为电气设备的故障检测提供保障。

2 电气设备检测技术的发展方向

当前，科学技术的飞速发展为电气设备检测技术的发展指明了方向。检测技术的发展离不开信息技术、虚拟技术、远程控制技术、人工智能技术的发展，这也是当前电气信号数字化检测技术的发展方向。

2.1 电气设备检测的信息融合技术发展

电气设备检测信息融合技术的发展，拓宽了信息的来源渠道。当前，传感器技术和数字化技术的发展前景良好，其应用可以改善信息处理的质量，提高故障诊断的发生状况。相对于传统的检测方式，信息融合技术的发展提高了检测的精确性，首先体现在其测量检测结果的抗干扰性较强，避免了外界信号对故障检测信号的干扰。传感器的性能直接决定了故障的检测效果，同时不同传感器的抗干扰灵敏度不同。电磁干扰反应不灵敏的传感器信息进行融合之后，可以有效地剔除干扰信号的影响，增强故障信号的检测准确性。

2.2 基于虚拟信号技术的发展

虚拟信号技术的发展，为电气信号数字化检测技术的发展提供了良好的载体。随着科学技术的发展，虚拟仪器技术是检测领域的研究重点。虚拟技术的发展离不开网络技术的发展，网路技术的发展提供了虚拟的空间。网络技术发展是以软件作为核心技术，实现了电子信号的测试、分析、存储、传输和控制系统，并实现了信号处理模式的一体化，增强了故障的检测准确性。此外虚拟信号的发展增强了系统的可视性和交互性，提高了系统界面的效果，为设备检测发展提供了发展空间。

2.3 远程电气信号检测和网络化跟踪

远程电气信号检测和网络化跟踪技术结合发展是当前电气设备检测技术的发展方向，而这种技术模式的出现需要依赖计算机技术和数据库技术的发展，同时对于软件开发和宽带数字技术提出了更高的要求。当前我国的远程电气信号检测技术发展良好，互联网在电气设备的检测中发挥着重要的作用。计算机通过其强大的计算能力将收集到的电气设备信号进行评估和诊断，同时加强对于设备运行数据的采集，通过数据之间的对比，辨别出异常信号，从而及时有效地发现故障的来源，增强了电气设备检测工作的效率。另外，远程电气信号检测实现了远程操作控制，以互联网技术和数据库技术作为依托，增大了检测范围，并实现了诊断知识和相关数据的共享，摆脱了设备信号检测时间和空间的限制，缩短了故障信号检测和故障维修的时间。

2.4 基于人工智能的信号数字化检测系统开发

电气设备的发展为人工智能化的实现提供了载体，人工智能的实现依赖于计算机技术，通过赋予计算机人性思维方式进行工作，计算机模型会按照人类专家的推理过程进行独自的计算模拟，从而解决实际存在的技术性难题。但计算机并不能实现真正意义上的独立计算，其在故障诊断表达方面有着局限性。因此，这种系统在信号检测应用时，要采用模糊性的自然语言来阐明设备运行状态特征，同时采用模糊集合的概念进行状态原因的表述，以提高检测判断的有效性和精确性。通常而言，人工智能的信号数字化检测系统开发需要优化系统的状态效应，同时在系统中输入模拟形式，采用模糊的检测技术进行状态监控，才能减少人工智能化信号数字化检测的错误，提高信号检测的精确性。

2.5 基于数字化的寿命周期成本管理

电气信号数字化检测技术应用的目的是提高设备故障检测的精确性和及时性，减少设备故障对生产造成的影响，从而提高经济效益，降低生产成本。通常而言，电气设备有一定的使用年限，在设备的不同维修过程，电气设备的运行效率逐渐降低，导致检测费用高于设备重新配置的费用，从而让电气信号数字检测工作变得毫无意义。因此基于数字化的寿命周期成本管理是当前检测技术的发展趋势，检测技术的应用要以设备寿命期内的检测费用作为评价标准。此外，电气设备检测技术应当考虑状态检修对于成本的影响，综合评估电气设备的运行效率和成本控制，从而提出更加合理的发展目标。

3 结语

总而言之，电气信号数字化检测技术的发展为电气设备的应用提供了保障。在实际应用中，提高数字化信号的检测水平有助于提升设备运行的安全性和可靠性，从而提高生产的经济效益。当前电气信号检测技术朝着高精度、高速度、现代化、应用性强的方向发展，同时注重检测技术和检测理论的结合应用。因此，电气设备检测技术的发展方向应当实现理论和实践的结合，以虚拟技术、远程控制技术、人工智能技术、寿命成本管理为依托，实现信号检测技术的升级换代，为企业的发展提供良好的保障。

参考文献

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[5] 黄纯.电气信号数字化检测技术及应用研究[D].湖南大学，2005.

作者简介：马进（1982-），男，辽宁沈阳人，沈阳出入境检验检疫局工程师，研究生，研究方向：机电；刘世勋（1980-），男，辽宁沈阳人，中认（沈阳）北方实验室有限公司工程师，研究生，研究方向：电气；赵雪（1983-），男，辽宁沈阳人，沈阳飞机工业（集团）有限公司工程师，研究方向：机械。

（责任编辑：秦逊玉）