监测系统的组成.ppt

监测系统的组成 为了进行诊断，下列三项工作是必要的： 与异常或故障相对应的信号的检测 引出信号的特征，也就是信号处理 识别故障原因，标定故障部位，即用于判定故障的软件 2.1 系统的组成和分类 2.1 系统的组成和分类 2.1 系统的组成和分类 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.2 传感器 2.3 数据采集系统 2.3 数据采集系统 为了防止信号在长距离的输送中产生的衰减和畸变，对信号进行预处理，通常安排在数据采集系统之前 采取一些抗干扰措施，提高信噪比 将模拟信号转换为数字信号用于微机进行数据的分析处理 2.3 数据采集系统 2.3 数据采集系统 2.3 数据采集系统 2.3 数据采集系统 2.4 光电信号传输通道 2.5 数据处理 通过处理将干扰信号抑制，提高信噪比，以防止对故障作出误报或漏报 将采集到的数据作一些由表及里的分析处理，使之成为在线诊断设备故障的可靠判据 2.5数据处理 2.6 诊断 2.6 诊断 2.6诊断 八、湿敏传感器 用于气体，特别是大气中含水量的监测 感湿材料的不同构成了不同的湿敏传感器 采集来自传感器的各种电信号，并将其送往数据处理和诊断系统，以对监测到数据进行进一步的分析处理 设备诊断的数据采集系统 预处理单元 数据采集系统核心 传感器 预处理 单元 数据处理单元 传感器 预处理 单元 数据处理单元 us us ui Kus ui Kus Kui 预处理单元在不同位置时对信噪比的影响 一、常用数据采集系统结构 1、多路分时采集系统 由一个多路开关、公用的采样保持器和A/D转换器组成 优点：结构简单、使用元件少，价格便宜 缺点：由于对信号的采集是多路开关分时切换，轮流选通，因而各路信号是依次被采集的，不能得到同一时刻的数据，只能用于中速和低速检测系统中。 2、多路同步采集系统 多路转换开关之前的每个信号通道上增加了S/H保持电路，从而实现同步采样。 优点：实现了信号的同步采样 缺点：所用器件多 3、低电平数据采集系统 由于信号弱，要考虑热电势、共模电压等引起的误差，因此采用差分输入，并且采样保持前对信号进行差分放大 二、信号的预处理 来自传感器的信号通常需经过一系列的变换以适合数据采集系统，实现这些变换的电路功能就是信号的预处理。 当传感器输出信号十分微弱时，必须采用前置放大器．提高对信号的分辨率 当信号含有较多的噪声成分时，必须进行滤波处理 信号传送过程中不可避免要受到其它信号的干扰，必须采取抗干扰技术 放大，滤波，抗干扰 1、信号的传输和传输过程的干扰抑制 （1）监测系统内部的相互干扰 各个通道间尽可能拉开一定的距离，特别要避免通过电磁耦合相连 保证一点接地（避免形成地线环流引起共模干扰） 数字地和模拟地分开 地线尽可能粗、短以降低回路阻抗。 隔离 变压器隔离（磁隔离）、光电隔离 磁隔离 输入回路是由直流电源供电，输出回路则是通过变压器耦合 供电 光隔离（隔离电位可从数百伏至数千伏） 输入回路和输出回路必须内两个独立的直流电源来供电 （2）来自监测系统外的电磁干扰 广播、载波通信、高次谐波 可控硅整流 高压输电线的电晕放电、继电器断合、电焊等操作 连续的周期性干扰 脉冲型周期性干扰 脉冲型干扰 外部电磁干扰的传播途径： 从交流电源进入 在信号传送过程中通过电磁耦合进入 通过传感器和信号混叠后一起进入监测系统 主要干扰源 共模抑制线圈 差模电容 共模电容 （3）抗干扰抑制技术 抑制随传感器进入监测系统的干扰（包括白噪声） 白噪声包括各种随机噪声，如绕组热噪声、地网噪声、配电线路以及变压器、继电保护信号线路中由于耦合进入的各种噪声等。 硬件措施： 硬件滤波器、差动平衡系统、电子鉴别系统 软件措施： 数字滤波器：对数字信号按一定要求进行运算处理，而后以数字形式输出。 平均技术：减弱随机性干扰影响 逻辑判断 开窗：对一些已知且相位固定的干扰，运用电子技术或软件方法对这些信号不予采集、不显示或直接置零 光电信号传输通道由光源、光纤和光检测器组成。 （1）光源 发光二极管（LED）和激光二极管（LD），将电信号变为光信号 （2）光纤 光信号的传输通道（单模和多模） （3）光监测器 半导体光电二极管或雪崩光电二极管，将光信号变为电信号 将所传送的监测信号或控制信号通过一定的方式调制光频载波，由光频载波输送信号。是一种光强度调制方式。 一、信号的调制方式 调幅式调制 调频式调制 脉码调制－光强调制：数字光信号的传输方式（强抗干扰能力，可以长距离输送） 二、信号的多路复用 一个传输通