试论虚拟仪器技术在故障诊断中的应用

袁曦

摘 要：随着科学技术的发展，虚拟仪器的运用也越来越广泛，现在使用的虚拟仪器大多是美国研发的LabVIEW系统平台。从虚拟仪器的发展情况出发，分析故障研发系统的发展，并结合实例合理阐述这项技术的应用特点。

关键词：虚拟仪器；故障诊断；硬件设备；软件设备

中图分类号：TP206+.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0007-01

虚拟仪器主要是将现代计算机技术与仪器仪表技术结合起来而研发的，同样它也包含了一些其他科技产品和技术。虚拟仪器的研发实现了“软件也是仪器”的科学设想，是科学技术下的完美产物。虚拟仪器既有传统仪器的功能，又有现在科学技术的优势，弥补了以往仪器数据信息的表达、传输、存储不足的缺点，具有较强的灵活性，且故障诊断对大型机械设备的故障勘察和维修是非常有效的。现代机械设备逐渐朝着自动化和信息化的方向发展，因此，将虚拟技术运用到故障诊断中是非常有益的。

1 故障诊断的发展现状

1.1 传统故障诊断的发展现状

从现阶段设备故障诊断的情况来看，故障诊断涉及的领域非常广泛，比如现在的旋转类设备、小型机械加工设备和一些流程工业设备都用到了故障诊断。在传统的故障诊断中，旋转类设备的诊断技术是比较成熟的，而且这类诊断还有了一定的研究成果。在现在的设备诊断中，所能利用的技术都是简易诊断技术，这样的诊断技术虽然操作起来比较简便，但是，它能检测到的故障也是比较简单的。对一些大型机械设备来说，利用这样的故障检测方法是不能够满足设备的需求的。

1.2 现代设备检修的发展状况

随着科学技术和机械设备制造技术的发展，机械设备被广泛应用于各行各业中，所以，对设备的故障维修需求也越来越大。在一般情况下，设备的故障检修包括两个方面，即对设备状态的检测和对设备故障的诊断。传统的设备故障诊断的工程量比较大，在监测设备状态时，如果发现异常情况，在监测的基础上对设备进行故障诊断和维修。虚拟仪器的出现给故障检修工作带来了很大的帮助。虚拟仪器可以有效地解决设备故障状态监测中的数据采集和数据分析问题，同时，在维修设备故障时也可以依靠虚拟仪器，这样可以有效地减少设备故障诊断的费用，节省了大量的人力，对故障检修工作有非常大的帮助。

2 虚拟仪器的特点和应用

2.1 虚拟仪器的特点

虚拟仪器并不是传统意义上的仪器设备，而是一种基于电子计算机技术的新型软件设备。该软件依靠的是计算机技术和一些硬件模块，利用软件采集一些传统意义上的数据，并对数据进行分析，将分析结果显示出来。这种技术改变了以往仪器在出厂时就被设置好的功能，可以让用户根据自身的需求设定软件功能，而该软件的可改变性也受到了越来越多用户的支持。虚拟仪器有效地改变了过去设备、仪器的不可改变性，让用户依靠软件和硬件资源实现对仪器功能的改变，而这样的突破是传统仪器不能比拟的。

2.2 虚拟仪器的应用

虚拟仪器作为一项新兴的技术，在现代技术领域的应用是非常广泛的。随着科学技术的不断进步，虚拟仪器也在不断发展，它的制造技术也在不断地更新。在许多行业中，比如航空、通信、医药等领域都使用虚拟仪器技术，不管是在简单的信息数据采集工作中，还是一些新兴的自动化工作中，都可以看到虚拟仪器的身影。虚拟仪器的应用范围非常广泛，使用虚拟仪器技术制造的产品的人也越来越多。这说明，虚拟仪器已经是现代生产生活中不可或缺的技术之一。

3 虚拟仪器技术在故障诊断中的运用

虚拟仪器技术被广泛运用于故障诊断中。将虚拟仪器技术运用到故障诊断中需要利用故障分析仪，而故障分析仪的设计中用到的虚拟仪器技术也是非常多的。

3.1 故障分析仪器的硬件设备

故障分析仪使用的硬件设备非常多，不同的设备需要不同的硬件设施支持。在采集数据时，要选用数据采集板，它接收的数据信息量是非常大的，比如设备的加速度信号、扭转信号等。通过收集的信号分析仪器能实现对设备状态的动态监测，一旦发现收集的信号与正常情况下的信号数据误差较大，就可以监察问题信号源，及时找到设备故障的源头。

3.2 故障分析仪器的软件设备

在机械故障分析仪器运行的过程中，最重要的是软件设备。软件设备是故障分析仪器的革新部分，工作人员通过软件分析硬件设备收集到的信息，进而完成故障探测和维修工作。在故障探测的过程中，利用传感器探测故障，用数据采集板采集数据，让数据信息输入软件设备中，最后用专用的虚拟仪器平台软件分析，从而实现对故障的合理探测。软件设备是整个虚拟仪器工作的核心，它可以根据设备的不同、依照客户的需求作出改变，比如现在的往复式设备故障检修就可以利用虚拟仪器的软件设备设置。

4 结束语

虚拟仪器技术是电子计算机技术与仪器技术发展的结合，将该技术运用到设备故障诊断中有非常好的发展前景，而这样的新兴技术也必然会取代传统的故障诊断技术。时代的发展要求我们必须在故障诊断中合理运用虚拟仪器技术，让设备故障诊断朝着更好的方向发展。

参考文献

[1]陈会莲，聂彩丽，王家忠，等.虚拟仪器技术在发动机故障诊断中的应用[J].农机化研究，2007（04）：145-147.

[2]宋增，彭长征，马怀祥.虚拟仪器在机械设备故障诊断中的应用[J].现代机械，2006（03）：63-64.

[3]伍星华，王旭.国内虚拟仪器技术的应用研究现状及展望[J].现代科学仪器，2011（04）：112-116.

〔编辑：白洁〕