液压系统非介入式监测技术

第1 章绪论 1

1.1液压系统的监测诊断 1

1.2非介入式监测技术的定义与特点 2

1.3本书的主要研究内容 4

第2 章超声波管外测压与测流技术 6

2.1超声波管外压力测量机理分析 7

2.1.1管路内流体压力分布 7

2.1.2管外测压原理 10

2.1.3管路压力—超声波传播时间模型 12

2.2超声波管外流量测量机理分析 14

2.2.1超声波时差法流量测量原理 15

2.2.2超声波时差法流量测量法改进 18

2.2.3超声波传播路径和能量衰减分析 20

2.3超声波探头及夹具设计 23

2.3.1探头选型 23

2.3.2超声波管外测压装置夹具优化设计 24

2.3.3超声波管外测流探头优化 26

2.3.4超声波测流探头夹具设计 31

2.4电池供电的低功耗超声波发射接收电路设计 33

2.4.1发射电路设计 35

2.4.2接收电路设计 37

2.4.3基于超同步FIFO 的高速采集电路设计 39

2.5基于经验模态分解的超声波回波信号处理 46

2.5.1回波信号特性分析 46

2.5.2基于经验模态分解的回波信号去噪 47

2.6试验验证 52

2.6.1超声波管外测压试验 52

2.6.2超声波管外测流试验 58

参考文献 63

第3 章基于热传递与热平衡的管外测温技术 65

3.1圆管管壁的导热机理 65

3.1.1圆管管壁热传导 65

3.1.2圆管管壁与空气及油液的对流换热 67

3.1.3圆管管壁与空气及油液的辐射换热 70

3.2基于控制表面能量守恒的圆管管壁热传递 71

3.2.1圆管外壁与空气层的热传递平衡 72

3.2.2圆管内壁与油液层的热传递平衡 73

3.3层流状态下油管内充分发展区油液对流换热 75

3.3.1圆管内油液层流流动分析 75

3.3.2圆管内油液速度和温度分布 76

3.3.3油液平均温度计算模型 77

3.4非介入式管外测温模型的试验验证 77

3.4.1测温模型试验验证方案 77

3.4.2传感器的安装 79

3.4.3试验验证 80

参考文献 83

第4 章基于磁场和振动探测的电磁阀监测诊断技术 85

4.1电磁阀常见故障及可测性分析 86

4.1.1电磁阀的常见故障 86

4.1.2各类故障的振动、磁场可测性分析 86

4.2典型电磁阀动态特性的建模与仿真 87

4.2.1电磁阀不同工作状态下的数学模型 87

4.2.2电磁阀动态特性仿真模型 94

4.2.3电磁阀典型故障仿真 98

4.3电磁阀非介入式测试装置设计与试验 105

4.3.1电磁阀非介入式测试装置工作原理 105

4.3.2信号检测试验与模型有效性分析 109

4.4电磁阀振动信号分析与故障识别 114

4.4.1检测诊断方案的提出 114

4.4.2振动信号的小波包分解 115

4.4.3基于神经网络的故障识别 123

参考文献 129

第5 章基于多目标优化的传感器配置技术 131

5.1特征信号关联性分析 132

5.2传感器优化配置原则 133

5.3基于信息熵的传感器优化配置技术 134

5.4基于多目标优化的传感器配置技术 136

5.4.1装备可测信息的数学描述 136

5.4.2传感器优化配置中的约束条件 138

5.4.3传感器配置中的优化目标 140

5.4.4传感器优化配置模型的构建 141

5.4.5工程实例分析 141

参考文献 153

第6 章基于无线传感网络的监测诊断技术 154

6.1无线监测系统的基本概念 154

6.2无线监测系统的一般设计流程 156

6.3无线监测系统中的信道建模 160

6.3.1现场射频电磁环境及无线信道的测量 161

6.3.2基于混合盲信号分离预测技术的电磁干扰建模 163

6.3.3无线监测系统信道分析实例 166

6.4无线监测中的混合组网技术 168

6.4.1基于现场总线和Zigbee 无线网络的

混合组网技术 169

6.4.2基于无线异构分簇网络的混合组网技术 170

6.5无线监测网络参数的自适应优化 171

参考文献 174" 2100433B

本书针对大型复杂装备中的液压系统，详细介绍了压力、流量、油温等主要参数、液压元件以及液压系统的非介入式监测诊断技术，主要内容包括：超声波管外测压、超声波管外测流、管外测温、电磁阀非介入式监测、传感器优化配置以及无线监测等关键技术， 从机理分析、理论建模、装置设计、试验验证等方面进行了全面系统的阐述。本书可供从事装备监测诊断与液压系统技术开发的科技人员，以及此领域内从事研制、试验和使用的科技人员参考，也可作为高等院校相关专业本科生、研究生教材或参考书。

第1章概论

1.1液压系统的工作原理与组成

1.1.1液压系统的工作原理

1.1.2液压系统的组成

1.2液压故障智能诊断与在线监测

1.2.1液压故障智能诊断

1.2.2液压设备在线监测

思考题

第2章采用便携式仪器诊断液压系统故障

2.1概述

2.1.1采用便携式仪器诊断液压系统故障的意义

2.1.2参数测量诊断法的基本原理

2.1.3参数测量诊断法的应用

2.2采用便携式仪器诊断液压系统故障实例

2.2.1多测点便携式液压系统分析仪的开发及应用

2.2.2应用便携液压测试仪快速诊断折弯机液压系统故障

2.2.3便携式有源液压测试仪及其应用

2.2.4综采面液压支架故障检测

2.2.5液压缸回缩量智能测量器及其在起重运输液压系统中的应用

2.2.6用三合一测试仪检测液压挖掘机主泵比例阀

2.2.7推土机提铲冲击现象测试及解决

2.2.8装备液压系统在不解体状态下的检测与故障诊断

2.3方法要领

思考题

第3章液压元件计算机辅助测试

3.1概述

3.1.1液压CAT系统的硬件

3.1.2液压CAT系统的软件

3.2液压泵CAT技术

3.2.1齿轮泵CAT系统

3.2.2智能控制方法应用于液压泵测试

3.2.3基于CAT技术的轴向柱塞泵性能测试系统

3.3液压阀CAT技术

3.3.1概述

3.3.2伺服阀试验台计算机辅助测试系统

3.3.3电调制液压流量控制阀CAT系统

3.3.4大流量电液比例插装阀测试试验台

3.4液压缸CAT技术

3.4.1伺服缸CAT

3.4.2基于WinCC的液压缸CAT系统

3.5液压综合测试CAT技术

3.5.1教学实验用液压综合试验台CAT系统

3.5.2基于VB的液压测试系统

3.5.3板带轧机电液伺服装置CAT系统

3.5.4液压泵马达综合试验台

3.5.5CAT技术在高炮炮闩液压润滑系统测试中的应用

思考题

第4章液压故障智能诊断

4.1概述

4.1.1液压系统故障智能诊断方法

4.1.2液压故障智能诊断技术的发展趋势

4.2液压系统故障树分析法

4.2.1液压系统故障树分析法概述

4.2.2故障树在特种车液压故障诊断中的应用

4.2.3基于故障树分析的装甲车液压故障诊断

4.3液压故障模糊诊断

4.3.1模糊诊断方法概述

4.3.2基于模糊逻辑的作动器故障诊断

4.3.3基于多Agent故障诊断系统的模糊综合评判

4.3.4数控加工中心液压系统模糊故障诊断

4.3.5自升式平台液压升降系统的状态模糊综合评判

4.3.6闪光焊机液压伺服系统故障的诊断

4.4液压故障神经网络诊断

4.4.1神经网络概述

4.4.2基于BP神经网络的航天发射塔液压系统故障诊断

4.4.3基于遗传神经网络的液压厚度自动控制系统故障诊断

4.4.4液压泵效率特性建模的神经网络方法

4.4.5基于模糊神经网络的摊铺机液压故障诊断系统

4.5液压故障诊断专家系统

4.5.1专家系统概述

4.5.2基于CLIPS的飞机液压系统故障诊断专家系统

4.5.3基于规则的轴向柱塞泵故障诊断专家系统

4.5.4快锻液压机故障诊断系统

4.6液压故障案例推理诊断

4.6.1案例推理技术概述

4.6.2基于CBR的挖掘机液压系统故障诊断

4.6.3CBR技术应用于液压泵故障诊断

4.6.4案例推理在轧机活套液压系统故障诊断中的应用

4.6.5基于案例推理的船艇液压系统故障诊断专家系统

4.7智能诊断中的信息融合问题

4.7.1信息融合技术概述

4.7.2基于证据理论多源多特征融合的柱塞泵故障诊断

4.7.3多传感器信息融合在采矿设备液压故障诊断中的应用

思考题

第5章液压系统在线监测

5.1液压系统在线监测技术概述

5.2液压元件在线监测

5.2.1基于容积效率的齿轮泵状态监测及故障诊断

5.2.2基于振动信号的液压泵状态监测及故障诊断

5.2.3基于小波包分析的液压泵状态监测

5.2.4液压缸故障信号监测系统

5.2.5基于ARM的井下绞车液压制动在线监测

5.3液压系统故障在线监测

5.3.1基于LabVIEW的变转速液压监测系统

5.3.2基于电阻应变计的液压系统应变监测技术

5.3.3基于多传感器信息融合的液压系统在线监测与故障诊断

5.4液压油在线监测

5.4.1液压油污染分析及在线监测概述

5.4.2基于恒功率淤积法的液压油污染度在线监测

5.4.3遮光式液压系统污染度在线监测技术

5.4.4油液状态在线监测与自维护技术

5.4.5液压油的综合监测

5.5液压设备在线监测典型实例

5.5.1挖掘机状态监测与故障诊断系统

5.5.2冶金设备电液伺服系统在线状态监测系统

5.5.3煤矿防爆液压绞车状态监测与故障诊断系统

思考题

第6章液压系统故障远程诊断与监测

6.1概述

6.1.1设备远程诊断与监测的概念

6.1.2远程诊断系统的组成

6.1.3远程诊断系统的网络体系和运行模式

6.1.4远程智能故障诊断系统关键技术

6.1.5国内外研究历史、现状及发展动态

6.2液压故障远程智能诊断

6.2.1概述

6.2.2Agent技术在远程故障诊断中的应用

6.2.3基于虚拟仪器的液压元件远程故障诊断

6.2.4基于Web的液压系统故障诊断专家系统

6.2.5基于GPRS技术的摊铺机远程故障诊断系统

6.2.6基于GPRS的叉车远程故障诊断系统

6.2.7高速铁路运架提设备远程智能故障诊断

6.3液压系统远程在线状态监测

6.3.1概述

6.3.2方坯连铸机结晶器液压振动的远程监测

6.3.3轧机液压设备远程监测系统

6.3.4液压支架远程智能监控系统

6.3.5采用数据无线收发模块的液压系统远程在线状态监测

6.3.6盾构机远程在线监测

思考题2100433B

《液压系统故障智能诊断与监测》的主要读者对象是液压故障诊断与监测系统研究开发人员，液压系统设计、制造、使用和维修人员，大专院校相关专业教师、研究生及本、专科学生。