本發(fā)明涉及電氣設(shè)備檢測(cè)，具體為一種用于機(jī)電安裝的安全檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電氣設(shè)備檢測(cè)技術(shù)是在電氣設(shè)備制造、安裝、運(yùn)維和維修過(guò)程中，通過(guò)采用各種科學(xué)的檢測(cè)手段和技術(shù)對(duì)電氣設(shè)備的安全、性能和可靠性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)。

2、當(dāng)前，機(jī)電安裝施工的質(zhì)量控制面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著工程項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)展和工程復(fù)雜性的日益加劇，傳統(tǒng)的質(zhì)量控制手段，如人工檢測(cè)，因其高度依賴操作者的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，難以確保檢測(cè)結(jié)果的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性。并且，復(fù)雜多變的施工環(huán)境和不可預(yù)測(cè)的天氣條件，對(duì)設(shè)備安裝的精確度和穩(wěn)定性構(gòu)成了極大的挑戰(zhàn)。

3、此外，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一以及施工人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的差異化解讀和執(zhí)行，進(jìn)一步加大了質(zhì)量控制的難度。這種差異不僅可能導(dǎo)致施工質(zhì)量參差不齊，還可能引發(fā)安全隱患。

4、與此同時(shí)，盡管現(xiàn)代儀器儀表技術(shù)為質(zhì)量控制提供了新的、更為先進(jìn)的監(jiān)控手段，如激光檢測(cè)、超聲波監(jiān)測(cè)和電氣數(shù)據(jù)頻譜分析，但這些技術(shù)的整合與應(yīng)用尚未得到廣泛普及。這導(dǎo)致大量有價(jià)值的潛在數(shù)據(jù)未能得到充分挖掘和利用，從而影響了質(zhì)量控制的效率和效果。

5、針對(duì)上述問(wèn)題，有必要提出一種用于機(jī)電安裝的安全檢測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，而提出一種用于機(jī)電安裝的安全檢測(cè)系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于機(jī)電安裝的安全檢測(cè)系統(tǒng)，包括機(jī)械數(shù)據(jù)采集模塊、電氣數(shù)據(jù)采集模塊、綜合分析模塊和告警顯示模塊。

4、機(jī)械數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)激光掃描器和超聲波探傷儀對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，獲取關(guān)于機(jī)電設(shè)備外殼表面與內(nèi)部微小缺陷的量化特征值。

5、定義激光檢測(cè)流程：

6、通過(guò)激光掃描器向機(jī)電設(shè)備發(fā)射垂直于外殼表面的脈沖光，同時(shí)獲取反射脈沖光。記錄從發(fā)射脈沖光到接收到反射脈沖光的時(shí)間差δt，通過(guò)公式d＝(k×δt+μ)/2計(jì)算激光發(fā)射器到機(jī)電設(shè)備表面的光路距離d，其中k是預(yù)設(shè)的影響因子，μ為預(yù)設(shè)的誤差參數(shù)。沿機(jī)電設(shè)備外殼表面預(yù)設(shè)的檢測(cè)路徑移動(dòng)激光掃描器，實(shí)時(shí)計(jì)算光路距離d并同步記錄激光掃描器沿預(yù)設(shè)檢測(cè)路徑的移動(dòng)行程s。以光路距離d為縱軸，以移動(dòng)行程s為縱軸生成光路距離d隨移動(dòng)行程s變化的二維圖像，即光路距離－移動(dòng)行程圖。獲取所述圖像的擬合函數(shù)表達(dá)式d＝f(s)。

7、在光路距離－移動(dòng)行程圖中進(jìn)行特征值提取，獲取圖像中的間斷點(diǎn)，記為距離突變點(diǎn)，并對(duì)各個(gè)距離突變點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)符為i，i＝1，2，3，...，n。其中n為距離突變點(diǎn)總個(gè)數(shù)。獲取各個(gè)距離突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)si和縱坐標(biāo)di。

8、通過(guò)公式計(jì)算第一特征值c1和第二特征值c2。其中f＇(s)是光路距離－移動(dòng)行程圖擬合函數(shù)f(s)的一階導(dǎo)數(shù)，f＂(s)是光路距離－移動(dòng)行程圖擬合函數(shù)f(s)的二階導(dǎo)數(shù)。

9、在機(jī)電設(shè)備完成安裝后通過(guò)激光檢測(cè)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和計(jì)算，得到第一特征值c1和第二特征值c2。

10、定義超聲波探傷檢測(cè)流程：

11、將超聲波探傷儀的發(fā)射探頭垂直于機(jī)電設(shè)備外殼表面進(jìn)行平行掃查，沿機(jī)電設(shè)備表面預(yù)設(shè)的檢測(cè)路徑向機(jī)電設(shè)備外殼發(fā)射超聲波。通過(guò)接收探頭記錄反射超聲波的波幅a，并同步記錄發(fā)射探頭沿預(yù)設(shè)檢測(cè)路徑的移動(dòng)行程s。以波幅a為縱軸，以移動(dòng)行程s為橫軸生成波幅a隨移動(dòng)行程s變化的二維圖像，即波幅－移動(dòng)行程圖。獲取所述圖像的擬合函數(shù)表達(dá)式a＝g1(s)。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，模擬實(shí)際工作環(huán)境，對(duì)已完成安裝的機(jī)電設(shè)備施加預(yù)設(shè)的溫度和預(yù)設(shè)的振動(dòng)荷載，并保持預(yù)設(shè)的測(cè)試時(shí)間t。隨后，在此基礎(chǔ)上再次通過(guò)激光檢測(cè)流程和超聲波探傷檢測(cè)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)抓取和計(jì)算，得到模擬實(shí)際工作環(huán)境后的第一特征值c1＇、模擬實(shí)際工作環(huán)境后的第二特征值c2＇以及模擬實(shí)際工作環(huán)境后得到的波幅-移動(dòng)行程圖的擬合函數(shù)表達(dá)式a＝g2(s)。

13、通過(guò)公式計(jì)算第一檢測(cè)參數(shù)e2和第二檢測(cè)參數(shù)e2，其中k1和k2是預(yù)設(shè)的權(quán)重因子。將第一檢測(cè)參數(shù)e2和第二檢測(cè)參數(shù)e2發(fā)送給綜合分析模塊。

14、電氣數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)完成安裝后的機(jī)電設(shè)備通以預(yù)設(shè)的輸入電流，每隔預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔t獲取機(jī)電設(shè)備的基本電氣數(shù)據(jù)，包括工作電壓x1(t)、工作電流x2(t)、接地電阻x3(t)和功率因數(shù)x4(t)。

15、每隔預(yù)設(shè)的統(tǒng)計(jì)周期n×t，統(tǒng)計(jì)獲取到的基本電氣數(shù)據(jù)并生成基本電氣數(shù)據(jù)隨時(shí)間的數(shù)據(jù)序列，包括：工作電壓數(shù)據(jù)序列：x1(t)＝x1(1)，x1(2)，x1(3)，...，x1(n)；工作電流數(shù)據(jù)序列：x2(t)＝x2(1)，x2(2)，x2(3)，...，x2(n)；接地電阻數(shù)據(jù)序列：x3(t)＝x3(1)，x3(2)，x3(3)，...，x3(n)以及功率因數(shù)據(jù)序列x4(t)＝x4(1)，x4(2)，x4(3)，...，x4(n)，其中n預(yù)設(shè)的統(tǒng)計(jì)周期基數(shù)，即一個(gè)數(shù)據(jù)序列中包含的基本電氣數(shù)據(jù)數(shù)量。

16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，通過(guò)離散傅里葉變換對(duì)工作電壓、工作電流、接地電阻和功率因數(shù)進(jìn)行特征提取，將各個(gè)基本電氣數(shù)據(jù)從時(shí)域分解到頻域，離散傅里葉變換公式為：

17、其中ωxp(η)為基本電氣數(shù)據(jù)xp在頻率η上的分解值，η為頻率值且上限為預(yù)設(shè)的統(tǒng)計(jì)周期基數(shù)n，η＝1，2，3，...，n；其中xp(t)為基本電氣數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)序列，具體為xp(t)＝x1(t)，x2(t)，x3(t)，x4(t)，p＝1，2，3，4；其中表示頻率為的正弦波與余弦波的組合復(fù)指函數(shù)，其中j為虛數(shù)單位且j×j＝-1。

18、記錄經(jīng)過(guò)離散傅里葉變換運(yùn)算后得到的基本電氣數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)序列在頻率η＝1，2，3，...，n上的分解值，包括工作電壓在頻率η上的分解值ωx1(η)＝ωx1(1)，ωx1(2)，...，ωx1(n)；工作電流在頻率η上的分解值ωx2(η)＝ωx2(1)，ωx2(2)，...，ωx2(n)；接地電阻在頻率η上的分解值ωx3(η)＝ωx3(1)，ωx3(2)，...，ωx3(n)以及功率因數(shù)在頻率η上的分解值ωx4(η)＝ωx4(1)，ωx4(2)，...，ωx4(n)。

19、通過(guò)公式計(jì)算工作電壓、工作電流、接地電阻和功率因數(shù)在頻率η上的分解值的頻譜熵，包括工作電壓頻譜熵hx1、工作電流頻譜熵hx2、接地電阻頻譜熵hx3和功率因數(shù)頻譜熵hx4。其中pxp(η)為頻率分布概率。

20、將工作電壓頻譜熵hx1、工作電流頻譜熵hx2、接地電阻頻譜熵hx3和功率因數(shù)頻譜熵hx4發(fā)送給綜合分析模塊。

21、綜合分析模塊接收機(jī)械數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)來(lái)的第一檢測(cè)參數(shù)e1和第二檢測(cè)參數(shù)e2。接收電氣數(shù)據(jù)模塊發(fā)來(lái)的工作電壓頻譜熵hx1、工作電流頻譜熵hx2、接地電阻頻譜熵hx3和功率因數(shù)頻譜熵hx4。

22、隨后將e1、e2、hx1、hx2、hx3和hx4輸入邏輯判斷流程，展開邏輯運(yùn)算。

23、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，邏輯判斷流程如下：

24、令第一判斷因子m1的值為0，進(jìn)入第一次邏輯判斷

25、第一次邏輯判斷：判斷工作電壓頻譜熵hx1是否小于預(yù)設(shè)的判斷閾值hx1max。若是，直接進(jìn)入第二次邏輯判斷；若否，產(chǎn)生電壓異常信號(hào)并令第一判斷因子m1的值增加1，隨后進(jìn)入第二次邏輯判斷；

26、第二次邏輯判斷：判斷工作電流頻譜熵hx2是否小于預(yù)設(shè)的判斷閾值hx2max。若是，直接進(jìn)入第三次邏輯判斷；若否，產(chǎn)生電流異常信號(hào)并令第一判斷因子m1的值增加1，隨后進(jìn)入第三次邏輯判斷；

27、第三次邏輯判斷：判斷接地電阻頻譜熵hx3是否小于預(yù)設(shè)的判斷閾值hx3max。若是，直接進(jìn)入第四次邏輯判斷；若否，產(chǎn)生電流異常信號(hào)并令第一判斷因子m1的值增加1，隨后進(jìn)入第四次邏輯判斷；

28、第四次邏輯判斷：判斷功率因數(shù)頻譜熵hx34是否小于預(yù)設(shè)的判斷閾值hx4max。若是，令第二判斷因子m2的值等于1并進(jìn)入第五次邏輯判斷；若否，產(chǎn)生功率因數(shù)異常信號(hào)并令第一判斷因子m1的值增加1，隨后令第二判斷因子m2的值等于1并進(jìn)入第五次邏輯判斷；

29、第五次邏輯判斷：判斷第一檢測(cè)參數(shù)e1和第二檢測(cè)參數(shù)e2的乘積是否小于判斷因子m與預(yù)設(shè)判斷基數(shù)δ1的乘積；若是，進(jìn)入第六次邏輯判斷；若否，令判斷因子m的值增加1并重新進(jìn)行第五次邏輯判斷，直到判斷結(jié)果為是；

30、第六次邏輯判斷：判斷是否滿足條件：第一判斷因子m1的值等于0且第二判斷因子m2的值小于最小閾值m2min；若是，輸出true并結(jié)束邏輯判斷；若否，進(jìn)入第七次邏輯判斷；

31、第七次邏輯判斷：判斷是否滿足條件：第一判斷因子m1大于1或第二判斷因子m2大于最大閾值m2max；若是，產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷信號(hào)并輸出false；若否。產(chǎn)生一般缺陷信號(hào)，輸出false并結(jié)束邏輯判斷；

32、結(jié)束邏輯判斷后將輸出結(jié)果true或false以及產(chǎn)生的所有信號(hào)發(fā)送給告警顯示模塊。

33、告警顯示模塊根據(jù)接收到的輸出結(jié)果和信號(hào)進(jìn)行告警顯示，若輸出結(jié)果為true，判定機(jī)電設(shè)備不存在安全隱患；若輸出結(jié)果為false，判定機(jī)電設(shè)備存在安全隱患并通過(guò)顯示屏輸出接收到的所有信號(hào)，包括電壓異常信號(hào)、電流異常信號(hào)、接地保護(hù)異常信號(hào)、功率因數(shù)異常信號(hào)、一般缺陷信號(hào)或驗(yàn)證缺陷信號(hào)。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

35、(1)本發(fā)明提高了機(jī)電設(shè)備的檢測(cè)精度與可靠性，通過(guò)集成激光檢測(cè)、超聲波探傷和電氣數(shù)據(jù)頻譜分析等技術(shù)進(jìn)行特征提取與數(shù)據(jù)分析，顯著提高了機(jī)電安裝過(guò)程中設(shè)備的安全、性能和可靠性檢測(cè)的精度，減少了人工檢測(cè)的主觀性和不確定性；

36、(2)本發(fā)明統(tǒng)一了機(jī)電安裝質(zhì)量檢測(cè)的控制標(biāo)準(zhǔn)；提出的安全檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)流程和邏輯判斷，減少了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一以及施工人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的差異化解讀和執(zhí)行帶來(lái)的質(zhì)量控制難度；通過(guò)邏輯判斷運(yùn)算自動(dòng)生成檢測(cè)結(jié)果，減少了人為判斷的主觀性，確保了質(zhì)量控制的一致性和準(zhǔn)確性；

37、(3)本發(fā)明增強(qiáng)了數(shù)據(jù)利用率與實(shí)時(shí)性，通過(guò)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分析進(jìn)行特征值量化，充分利用潛在數(shù)據(jù)，提高了質(zhì)量控制的效率和效果。通過(guò)離散傅里葉變換將基本電氣數(shù)據(jù)從時(shí)域分解到頻域，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備狀態(tài)的更精細(xì)監(jiān)控。