农业机械技术状态诊断检测的原理探索

咸培栋 高威 鲍茂宽

摘要：农业机械技术状态诊断与检测是农业机械在使用与维修过程中，对常见故障的监测、预警及诊断的一种新方法，改变了传统农业机械使用与维修的模式，提高农业机械使用效率和农业机械应用能力，对进一步推进农业机械现代化进程具有一定的价值。

关键词：农业机械；故障诊断；状态检测；原理；探索

中图分类号：S2328文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.04.041

随着我国农业现代化进程的加快，农业机械化程度不断的提高，大中型农业机械的市场占有率逐年递增。其中，由于市场的需要，农业机械的复杂程度和复合科技集成度不断提高，以及农业机械复杂的工作环境和不同气候因素的影响。在农业机械使用过程中，经常故障频发，甚至出现事故，造成农业生产效率降低，农业维修成本提高以及不可估计的财产损失，因此，在农业机械现代化进程中迫切需要发展农业机械技术状态诊断与检测。

1农业机械技术状态诊断与检测分析

农业机械技术状态诊断与检测是利用一系列的技术方法预测农业机械可能出现的故障或即将发生的故障，并在故障发生时判断和检测故障原因和故障位置，及时进行故障处置。农业机械技术状态诊断与检测可以有效地预防故障发生并及时的排除故障，极大地降低故障发生和不必要的损失，提高农業机械作业能力。随着现代电子计算机技术和数字图像处理技术的发展以及控制系统理论等相关技术应用，农业机械技术状态诊断与检测技术已逐渐成为一门系统学科。通常农业机械故障特点主要表现在因果关系复杂，隐形故障不易被发现，故障的随机性比较大，机械故障的失效原因不集中以及农业机械的突发性、缓发性和偶然性的特点，因此，农业机械技术状态诊断与检测难度大。其中农业机械故障主要表现在农业机械常见部件的磨损、腐蚀、疲劳及老化等故障原因，利用合理的科学技术和检测故障的基本常识，对系统及机械故障进行科学的技术状态诊断与检测，快速响应并进行维修，可以有效地提高农业机械效率和实现资源节约型农业生产。

2农业机械技术状态诊断与检测原理

农业机械技术状态诊断与检测的方法很多，常用诊断方法主要表现在农业机械振动和噪声信号的诊断检测、部件温度的测定和诊断、润滑油中磨损碎片的测定和检测等技术。其中，随着现代科学技术的进步和发展，最常用的农业机械技术状态诊断与检测采用时域诊断法、频域诊断法和时频诊断法等。

2.1时域信号诊断与检测原理

时域信号诊断与检测是利用振动传感器等信号检测器件采集、传输和显示农业机械设备在使用过程中随着时间变化的振动信号，从而得到农业机械在使用过程中的各个时间历程中的振幅、相位和频率等振动信息，但是常见的时域信号信息量巨大，很难通过计算方法进行快速处理，需要利用其他检测手段进行分析处理。时域信号诊断与检测处理技术包括：时域统计诊断与检测及相关性诊断与检测方法。

2.2频域信号诊断与检测原理

频域信号诊断与检测是利用示波器等信号处理器件，基于快速傅里叶变换原理，再进行频域信号转换和分析等技术，从而得到故障信号的频域特性。其中频域信号易采集和监测。利用频域信号频率变化情况，可有效地预测故障发生并及时响应。频域信号诊断与检测处理技术包括：频谱诊断与检测、倒频谱诊断与检测及包络诊断与检测方法。

2.3时频信号诊断与检测原理

时频信号诊断与检测是时间和频率的联合函数来表达信号，再利用农业机械运行的振动信号产生的显著频域或时域故障特征，将动态非平稳信号进行简化和近似为平稳信号的处理方法。实际应用中，时频信号诊断与检测处理技术有：傅里叶变换诊断与检测、Wiener-Ville分布诊断与检测、小波变换诊断与检测方法。

3农业机械技术状态诊断与检测趋势

随着故障诊断与检测技术的不断发展，农业机械技术状态诊断与检测的趋势主要表现：（1）通用机械故障诊断技术支撑农业机械状态诊断与检测，利用振动信号获取农业机械故障，利用核心部件工作状态实时检测农业机械故障并进行诊断，可以充分提高农业机械诊断的时效性和准确性。（2）通过人工智能技术逐步应用到农业机械技术状态诊断与检测，利用专家系统、神经网络、模糊控制理论和遗传算法等智能诊断方法进行机械故障诊断，再结合不断出现的新智能技术，并将理论运用到实际生产过程中，形成智能化的科学诊断方法。（3）通用多学科融合，资源共享和诊断方法互补技术改变单一的故障诊断方法，利用诊断手段的多样性和学科融合的合理性，提高故障诊断的准确性，逐步扩大和发展多形式的故障诊断方法，已成为提高农业机械技术状态诊断与检测技术发展的新趋势。

由于农业机械运行过程中，工作条件复杂，使用环境恶劣，作业负荷变化较大、劳动的时间比较长和农业机械的主要部件为封闭或半封闭式工作条件，农业机械非常规性故障很难被发现且不易维修，农业机械技术状态诊断与检测原理的完善能够提高农业机械使用与维修人员的科学技术知识和实践操作与维修技能，增强故障诊断和定期维修保养的意识。并建立常规性的农业机械使用与维修管理制度，提高农业机械使用与维修规范性和科学性。通过探索农业机械技术状态诊断与检测的新理论和新方法，减少农业机械故障发生的频率，提高检测农业机械故障的能力，增强农业机械的有效使用率和科技含金量。

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