本发明涉及故障检测，具体涉及一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统。
背景技术：
1、机械设备故障诊断是工业生产中不可或缺的重要环节，它直接关系到生产效率和设备的安全性，机械设备故障诊断的主要目的是通过检测和分析设备的运行状态，及时发现并准确判断设备故障的类型、性质和程度，从而采取有效的维修措施，确保设备的正常运行，减少停机时间和维修成本，提高生产效率和经济效益；
2、柴油机设备是机械设备中的一种，柴油机设备在实际使用过程中，会发生各种故障，在进行柴油机设备故障检测过程中，即会使用到故障诊断系统。
3、现有的故障诊断系统，多为传统的单一故障检测方式来采集柴油机相关信息，再进行故障诊断，存在着诊断结果可靠度低准确性低的问题，给故障诊断系统的使用带来了一定的影响，因此提出了一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，包括设备信息采集模块、故障检测选定模块、环境信息采集模块、振动采集模块、无损检测模块、红外检测模块、数据处理模块与信息发送模块；
2、所述设备信息采集模块用于采集柴油机设备信息；
3、所述故障检测选定模块用于对柴油机设备信息进行分析，选定故障检测方式；
4、所述环境信息采集模块用于采集柴油机设备所处环境信息；
5、所述振动采集模块用于通过振动检测法进行振动检测，获取到柴油机设备振动检测信息；
6、所述无损检测模块用于对柴油机设备进行无损检测，获取到无损检测信息；
7、所述红外检测模块用于对柴油机设备进行红外检测，获取到红外检测信息；
8、所述数据处理模块用于对柴油机设备所处环境信息进行处理，获取到环境检测故障信息，对振动检测信息进行处理，获取到振动检测故障信息，对无损检测信息进行处理，获取到无损检测故障信息；对红外检测信息进行处理，获取到红外检测故障信息；
9、所述信息发送模块用于在环境检测故障信息、振动检测故障信息、油品检测故障信息、无损检测故障信息与红外检测故障信息生成后，将上述信息发送到预设接收终端。
10、进一步在于，所述选定故障检测方式的具体过程如下：提取出采集到的柴油机设备信息，柴油机设备信息包括柴油机设备安装状态，当柴油机设备处于安装状态时，还需再采集柴油机设备实时影像信息，对实时影像信息进行分析获取到检测范围参数，当检测范围参数大于预设值时，即允许选取任意方式对柴油机进行检测；
11、当检测范围信息小于预设值时，即选取环境检测方式和无损检测方式先对柴油机进行检测；
12、当柴油机设备处于未安装状态，即允许选取任意方式对柴油机进行检测；
13、柴油机设备处于安装状态即表示柴油机此时安装在其他设备上，柴油机设备处于未安装状态即表示柴油机设备已经与其他设备分离，放置在预设的空旷位置。
14、进一步在于，所述检测范围参数的具体处理过程如下：提取出采集到的柴油机设备实时影像信息，柴油机设备实时影像信息为从上往下拍摄的柴油机设备安装的影像信息，从柴油机设备安装的影像信息提取出柴油机设备的最前端点、最后端点，最左侧点与最右侧点；
15、再从影像信息中提取出距离柴油机设备的最前端点最近的障碍物，将该障碍物标记为z1，测量出柴油机设备的最前端点与z1之间的距离，获取到第一参数；
16、提取出距离柴油机设备的最后端点最近的障碍物，将该障碍物标记为z2，测量出柴油机设备的最后端点与z2之间的距离，获取到第二参数；
17、提取出距离柴油机设备的最左侧点最近的障碍物，将该障碍物标记为z3，测量出柴油机设备的最左侧点与z3之间的距离，获取到第三参数；
18、提取出距离柴油机设备的最右侧点最近的障碍物，将该障碍物标记为z3，测量出柴油机设备的最右侧点与z4之间的距离，获取到第四参数；
19、第一参数、第二参数、第三参数与第四参数组成检测范围参数，第一参数、第二参数、第三参数与第四参数中任意一个小于预设值，即表示检测范围信息小于预设值；
20、当第一参数、第二参数、第三参数与第四参数均大于预设值时，即表示检测范围信息大于预设值。
21、当柴油机设备的最前端点、最后端点，最左侧点与最右侧点的对应方向没有任何其他设备时，即直接默认对应方向的参数大于预设值。
22、进一步在于，所述环境检测故障信息的具体处理过程如下：提取出采集到的环境信息，环境信息包括预设时长内柴油机所处环境的环境温度均值、预设时长内柴油机所处环境的环境振动力均值、预设时长内柴油机所处环境的环境粉尘浓度信息均值与预设时长内柴油机所处环境的空气中腐蚀气体浓度信息均值；
23、再提取出柴油机设备信息，柴油机设备信息包括柴油机设备类型信息，将柴油机设备类型信息导入互联网数据库中，从互联网数据库中检索对应柴油机设备类型的标准运行环境温度范围、标准环境振动力、标准环境粉尘浓度与标准腐蚀气体浓度；
24、当预设时长内柴油机所处环境的环境温度均值不在标准运行环境温度范围内时，生成环境检测故障信息；
25、计算出预设时长内柴油机所处环境的环境振动力均值与标准环境振动力的差值，获取到振动差，振动差大于预设值时，生成环境检测故障信息；
26、计算出预设时长内柴油机所处环境的环境粉尘浓度信息均值与标准环境粉尘浓度的差值，获取到粉尘浓度差，粉尘浓度差大于预设值时，生成环境检测故障信息；
27、计算出预设时长内柴油机所处环境的空气中腐蚀气体浓度信息均值与标准腐蚀气体浓度之间的差值，获取到腐蚀气体浓度差，腐蚀气体浓度差大于预设值时，生成环境检测故障信息。
28、进一步在于，所述振动采集模块进行柴油机设备振动检测信息采集的具体过程如下：提取出柴油机设备信息，从柴油机设备信息中提取出柴油机设备类型信息，将柴油机设备类型信息导入到互联网数据库中，检索柴油机设备的各个部件的故障率信息；
29、将柴油机设备部件的故障率信息标记为zi，i为柴油机设备部件的数量；
30、之后对柴油机设备部件的故障率信息进行故障率分级，将故障率最大的1/3个zi标记为一级部件，将故障率中间部分的1/3个zi标记为二级部件，将故障率最小的1/3个zi标记为三级部件；
31、根据预设的分级采集规则，对一级部件、二级部件与三级部件进行部件振动信息采集，获取到柴油机设备振动检测信息。
32、进一步在于，所述预设的分级采集规则具体内容如下：当部件为一级部件时，至少在该部件上设置三个振动传感器进行同时进行振动信息采集；
33、当部件为二级部件时，至少在该部件上设置两个振动传感器进行同时进行振动信息采集；
34、当部件为三级部件时，在该部件上设置一个振动传感器进行同时进行振动信息采集。
35、进一步在于，当一级部件和二级部件的表面无法同时放置多个振动传感器时，对于一级部件，只安装单个振动传感器，连续采集三次振动信息，三次振动信息之间的间隔需大于预设值；
36、对于二级部件，只安装单个振动传感器，连续采集两次振动信息，两次振动信息之间的间隔需大于预设值。
37、进一步在于，所述红外检测模块对柴油机设备进行红外检测，获取到红外检测信息的具体过程如下：将对红外检测设备进行校准后，将柴油机设备调整至运行模式后，使用红外检测设备对柴油机设备进行一次红外扫描，获取到柴油机运行时各个部件的红外图像，即第一图像；
38、之后更换扫描角度，再进行一次对柴油机设备进行一次红外扫描，获取到柴油机运行时各个部件的红外图像，即第二图像；
39、将第一图像与第二图像进行各个部分红外状况比对，当第一图像与第二图像比对相似度大于预设值，即从第一图像与第二图像中任意一个提取出导出为红外检测信息；
40、当第一图像与第二图像比对相似度小于预设值，再更换扫描角度，重新再进行一次对柴油机设备进行一次红外扫描，获取到柴油机运行时各个部件的红外图像，即第三图像；
41、将第三图像分别与第一图像和第二图像进行各个部分红外状况比对，当第三图像与第一图像和第二图像的比对相似的中任意一个大于预设值时，即提取出第三图像与相似度大于预设值的对应的图像中的任意一个导出为红外检测信息；
42、当第三图像与第一图像和第二图像的比对相似度均小于预设值，即继续更换角度进行红外扫描或者更换检测方式。
43、进一步在于，所述无损检测信息的具体获取过程如下：先进行检测位置的环境信息采集，获取到检测环境的温度、湿度信息与环境振动力信息；
44、当检测环境的温度、湿度信息与环境振动力信息均在预设标准范围内时，即直接进行超声探测；
45、当检测环境的温度、湿度信息与环境振动力信息中任意一个不在预设标准范围内时，先进行环境调整，将对应环境项目调整到标准范围后再进行超声探测；
46、使用脉冲法、穿透法和谐振动法先后对柴油机设备进行探测，获取到脉冲法探测结果、穿透法探测结果与振动法探测结果；
47、之后将脉冲法探测结果、穿透法探测结果与振动法探测结果进行两两比对，获取到三个结果比对相似度，当三个结果比对相似度均大于预设值时，即同时将脉冲法探测结果、穿透法探测结果与振动法探测结果导出为无损检测信息；
48、当三个结果比对相似度中只有两个相似度大于预设值时，即选取相似度大于预设值对应的探测结果为无损检测信息；
49、当三个结果比对相似度均小于预设值时，即重新进行探测。
50、进一步在于，所述振动检测故障信息的具体获取过程如下：提取出采集到的柴油机设备振动检测信息，对柴油机设备振动检测信息进行对采集到的振动信号进行预处理，预处理的内容包括滤波与去噪；
51、之后进行实时特征提取，通过信号处理技术对振动信号进行分析，提取能够表征柴油机工作状态的实时特征，特征参数包括频率、振幅、相位；
52、最后进行故障模式识别，将提取出实时特征与已知的故障模式进行比对，实时特征与已知的故障模式中任意一个相似度大于预设值时，即生成振动检测故障信息。
53、进一步在于，所述无损检测故障信息的过程如下：提取出获取到的无损检测信息，对无损检测信息进行波形分析，对无损检测信息中记录的波形图进行分析，识别缺陷的反射波或声影特征，缺陷定位，根据波形图中的时间差和超声波在材料中的传播速度，计算出缺陷的具体位置最后，结合缺陷的位置、大小和性质，评估其对柴油机设备性能和安全性的影响，当评估出缺陷的位置、大小和性质对柴油机设备性能和安全性影响程度大于预设值时，即生成无损检测故障信息；
54、所述红外检测故障信息的具体获取过程如下：提取出红外检测信息，对红外检测信息中的温度数据进行分析获取到各个部件的实际温度，将各个部件的实际温度与对应部件的正常温度范围进行比较，当存在部件温度不在对应部件的正常温度范围时，即生成红外检测故障信息。
55、本发明的有益效果体现在：
56、本发明能够根据需要检测的柴油机设备安装状态来选定不同的检测方式来对柴油机设备进行故障诊断，进而减少了因为柴油机与其他设备连接在一起时，选用的故障检测方式无法采集到准确的数据导致的故障诊断结果可靠性低的问题发生，通过设置的环境信息采集模块，采集柴油机设备的环境信息，通过对环境信息来判断柴油机设备是否存在故障，环境检测法能够实时监测柴油机运行环境中的关键参数，如温度、湿度、振动、排放物浓度等，从而在故障发生前捕捉到异常信号，实现早期预警，通过早期发现潜在问题，可以及时采取措施进行预防和维护，避免故障扩大化，减少重大故障的发生，通过振动检测的设置，获取到的振动检测结果直接反映机械状态，振动信号是机械系统内部状态的真实反映，通过振动检测法可以直接获取到柴油机内部零部件的振动信息，为故障诊断提供准确依据，并且根据实际的柴油机状况，进行了不同标准的振动传感器的采集，从而保证了采集到的振动数据的准确性，进而提升了最终故障诊断结果的可靠性，通过无损检测模块，对柴油机设备进行无损检测，在不破坏柴油机结构的前提下进行检测，避免了因检测而导致的设备损坏或性能下降，同时在无损检测过程中，使用不方式进行超声检测，并对不方式超声检测的结果进行综合处理，保证了获取到超声检测结果的准确度，即提升了最终的故诊断结果生成的准确性。
1.一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：包括设备信息采集模块、故障检测选定模块、环境信息采集模块、振动采集模块、无损检测模块、红外检测模块、数据处理模块与信息发送模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述选定故障检测方式的具体过程如下：提取出采集到的柴油机设备信息，柴油机设备信息包括柴油机设备安装状态，当柴油机设备处于安装状态时，还需再采集柴油机设备实时影像信息，对实时影像信息进行分析获取到检测范围参数，当检测范围参数大于预设值时，即允许选取任意方式对柴油机进行检测；
3.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述环境检测故障信息的具体处理过程如下：提取出采集到的环境信息，环境信息包括预设时长内柴油机所处环境的环境温度均值、预设时长内柴油机所处环境的环境振动力均值、预设时长内柴油机所处环境的环境粉尘浓度信息均值与预设时长内柴油机所处环境的空气中腐蚀气体浓度信息均值；
4.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述振动采集模块进行柴油机设备振动检测信息采集的具体过程如下：提取出柴油机设备信息，从柴油机设备信息中提取出柴油机设备类型信息，将柴油机设备类型信息导入到互联网数据库中，检索柴油机设备的各个部件的故障率信息；
5.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述红外检测模块对柴油机设备进行红外检测，获取到红外检测信息的具体过程如下：将对红外检测设备进行校准后，将柴油机设备调整至运行模式后，使用红外检测设备对柴油机设备进行一次红外扫描，获取到柴油机运行时各个部件的红外图像，即第一图像；
6.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述无损检测信息的具体获取过程如下：先进行检测位置的环境信息采集，获取到检测环境的温度、湿度信息与环境振动力信息；
7.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述振动检测故障信息的具体获取过程如下：提取出采集到的柴油机设备振动检测信息，对柴油机设备振动检测信息进行对采集到的振动信号进行预处理，预处理的内容包括滤波与去噪；
8.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述无损检测故障信息的过程如下：提取出获取到的无损检测信息，对无损检测信息进行波形分析，对无损检测信息中记录的波形图进行分析，识别缺陷的反射波或声影特征，缺陷定位，根据波形图中的时间差和超声波在材料中的传播速度，计算出缺陷的具体位置最后，结合缺陷的位置、大小和性质，评估其对柴油机设备性能和安全性的影响，当评估出缺陷的位置、大小和性质对柴油机设备性能和安全性影响程度大于预设值时，即生成无损检测故障信息。
9.根据权利要求1所述的一种基于数据采集的机械设备故障诊断系统，其特征在于：所述红外检测故障信息的具体获取过程如下：提取出红外检测信息，对红外检测信息中的温度数据进行分析获取到各个部件的实际温度，将各个部件的实际温度与对应部件的正常温度范围进行比较，当存在部件温度不在对应部件的正常温度范围时，即生成红外检测故障信息。
