状态监测与故障诊断 PPT
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汽车检测与故障诊断PPT课件
背景
随着汽车工业的快速发展，汽车保有量不断增加，汽车故障问题也日益突出。 汽车检测与故障诊断技术作为汽车维修服务的重要组成部分，对于保障汽车安 全性能、延长使用寿命具有重要意义。
汽车检测与故障诊断的重要性
01
02
03
04
保障安全
及时的故障检测和诊断可以避 免因潜在故障引发的事故，保 护乘客和行人的生命安全。
06
结论
总结汽车检测与故障诊断的重要性和应用价值
汽车检测与故障诊断是保障汽车安全、 可靠运行的关键环节，能够及时发现和 解决潜在故障，降低事故风险。
汽车检测与故障诊断技术的发展对于推动 汽车工业的进步和创新具有重要意义，能 够提升汽车产品的质量和竞争力。
汽车检测与故障诊断技术的应用有助于 提高汽车维修效率和降低维修成本，为 车主和维修企业带来经济效益。
汽车检测与故障诊断 ppt课件
目录
• 引言 • 汽车检测技术 • 汽车故障诊断技术 • 汽车检测与故障诊断的应用 • 案例分析 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
通过本次ppt课件的学习，使学员了解汽车检测与故障诊断的基本原理、方法 和技术，掌握汽车常见故障的诊断和排除技巧，提高汽车维修服务的质量和效 率。
对未来汽车检测与故障诊断技术的展望
随着智能化、电气化等技术的发展，未来汽车检测与故障诊断技术将更加智能化、 自动化，提高检测和诊断的准确性和效率。
未来汽车检测与故障诊断技术将更加注重数据挖掘和人工智能技术的应用，通过大 数据分析和机器学习等方法，实现故障预测和智能决策。
未来汽车检测与故障诊断技术将更加注重绿色环保和可持续发展，减少对环境的负 面影响，同时推动新能源汽车的普及和发展。
提高效率
随着汽车工业的快速发展，汽车保有量不断增加，汽车故障问题也日益突出。 汽车检测与故障诊断技术作为汽车维修服务的重要组成部分，对于保障汽车安 全性能、延长使用寿命具有重要意义。
汽车检测与故障诊断的重要性
01
02
03
04
保障安全
及时的故障检测和诊断可以避 免因潜在故障引发的事故，保 护乘客和行人的生命安全。
06
结论
总结汽车检测与故障诊断的重要性和应用价值
汽车检测与故障诊断是保障汽车安全、 可靠运行的关键环节，能够及时发现和 解决潜在故障，降低事故风险。
汽车检测与故障诊断技术的发展对于推动 汽车工业的进步和创新具有重要意义，能 够提升汽车产品的质量和竞争力。
汽车检测与故障诊断技术的应用有助于 提高汽车维修效率和降低维修成本，为 车主和维修企业带来经济效益。
汽车检测与故障诊断 ppt课件
目录
• 引言 • 汽车检测技术 • 汽车故障诊断技术 • 汽车检测与故障诊断的应用 • 案例分析 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
通过本次ppt课件的学习，使学员了解汽车检测与故障诊断的基本原理、方法 和技术，掌握汽车常见故障的诊断和排除技巧，提高汽车维修服务的质量和效 率。
对未来汽车检测与故障诊断技术的展望
随着智能化、电气化等技术的发展，未来汽车检测与故障诊断技术将更加智能化、 自动化，提高检测和诊断的准确性和效率。
未来汽车检测与故障诊断技术将更加注重数据挖掘和人工智能技术的应用，通过大 数据分析和机器学习等方法，实现故障预测和智能决策。
未来汽车检测与故障诊断技术将更加注重绿色环保和可持续发展，减少对环境的负 面影响，同时推动新能源汽车的普及和发展。
提高效率
风机状态监测与故障诊断PPT
算?
2006GB/T1982.9?石油天然气工业寿命周期费
用分析?
设备综合工程学
重初期投资，轻后期费用；重当前费用节
约，轻后期费用效益；重技术决策，轻经
济决策
企业各部门难以实行整体决策
缺少推行LCC技术的开展规划、制度、政策
措施及奖惩机制
缺少数据的收集和积累，建立模型困难
全员生产维修体制〔TPM〕
电气接头
电机控制中心
电气室
相不平衡
红外诊断的方法
外表温度判断法〔参考国标〕
相对温差判断法
趋势跟踪法
GB763-90?交流高压电器在长期工作时的发热?
危急热缺陷〔Ⅰ〕：电气设备外表温度超过90℃，
或温升超过75℃或相对温差〔温差〕超过55℃
严重热缺陷〔Ⅱ〕：电气设备外表温度超过75℃，
30度
度
铜接头与镀银电缆连接
45度
度
空气开关、接点〔铜〕
33度
度
空气开关、接点〔铜与其他金属〕43度
实际温
70
85
75
90度
影响因素
发射率
距离系数
太阳光-温度叠加；反射或漫反射波长为
3～14微米〔阴天或加太阳滤片〕
风力
临近辐射体
设备负荷率
油液监测技术
是监测、诊断设备润滑系统故障的重要手
段，尤其是对设备早期磨损隐患的发现与
识别，是其他方法无法替代的
适合监测于磨损类故障
对某些类型的振动确实认可以起到很大的
作用
对润滑油液的要求
理化性能：粘度、极压性、闪点、酸值、
电机
绕阻或轴承过热, 冷却通路阻塞, 摩擦, 阻尼,
2006GB/T1982.9?石油天然气工业寿命周期费
用分析?
设备综合工程学
重初期投资，轻后期费用；重当前费用节
约，轻后期费用效益；重技术决策，轻经
济决策
企业各部门难以实行整体决策
缺少推行LCC技术的开展规划、制度、政策
措施及奖惩机制
缺少数据的收集和积累，建立模型困难
全员生产维修体制〔TPM〕
电气接头
电机控制中心
电气室
相不平衡
红外诊断的方法
外表温度判断法〔参考国标〕
相对温差判断法
趋势跟踪法
GB763-90?交流高压电器在长期工作时的发热?
危急热缺陷〔Ⅰ〕：电气设备外表温度超过90℃，
或温升超过75℃或相对温差〔温差〕超过55℃
严重热缺陷〔Ⅱ〕：电气设备外表温度超过75℃，
30度
度
铜接头与镀银电缆连接
45度
度
空气开关、接点〔铜〕
33度
度
空气开关、接点〔铜与其他金属〕43度
实际温
70
85
75
90度
影响因素
发射率
距离系数
太阳光-温度叠加；反射或漫反射波长为
3～14微米〔阴天或加太阳滤片〕
风力
临近辐射体
设备负荷率
油液监测技术
是监测、诊断设备润滑系统故障的重要手
段，尤其是对设备早期磨损隐患的发现与
识别，是其他方法无法替代的
适合监测于磨损类故障
对某些类型的振动确实认可以起到很大的
作用
对润滑油液的要求
理化性能：粘度、极压性、闪点、酸值、
电机
绕阻或轴承过热, 冷却通路阻塞, 摩擦, 阻尼,
状态监测与故障诊断PPT培训课件
(0~40)×R (0~1.2)×R (1.5~3.5)×R (3.5~15)×R (15~40)×R 叶片数×R 40×R ~20kHz
8.8 mm/s pk 7.6 mm/s pk 6.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 2.5 mm/s pk 3.0 g pk
R的错误与传感器有关的，与传感器相关问 题大都来自于不正确的安装方式。要做的第一件事 是检查频谱中是否有峰值出现，不仅是与电气有关 的峰值（在行频及其倍数处），还要确保存在与机 器状态相关的信息
3、测试环境的修正
测试设备运行要稳定
分析测试点要正确
4、识别运动速度频率处的峰值
1.提高设备运行的可靠性 2.减少设备故障导致的维修费用 3.提高产品的质量
常用的设备维护体制
1.故障后维修
故障后维修是指允许设备运行到故障损坏为止， 而不预先采取措施。它也被称为事后维修。 其维修理念是:任其损坏。
常用的设备维护体制
2.计划维修
计划维修是指按企业的维修计划进行的维修 其维修理念是：
设备为何发生故障
据统计，工业现场的轴承 仅有10%达到设计寿命 (1) 40%由于润滑不良造成失效
(2) 30%由于不对中等装配原因引起故障 (3) 20%是由于过载使用或制造上的原因导致故障
设备为何发生故障
设备故障产生的原因 ❖ 设计、制造 ❖ 安装的原因 ❖ 维护方法的不当 ❖ 超负荷使用
设备维护的重要性
振动 ②H 0.07 0.05 0.07 0.07
烈度
cm/s ③H 0.06 0.07 0.14 0.05
CD
④H 0.07 0.06 0.17 0.07
C泵的振动超过同类诸泵的
故障诊断与状态监测
详细描述
基于信号处理的故障诊断方法是一种实时监 测和诊断技术，它通过采集设备运行过程中 的各种信号，如振动、声音、温度等，利用 信号处理和分析技术，提取出反映设备状态 的参数和特征，识别出异常模式，判断设备 的运行状态和潜在故障。
03
状态监测技术
振动监测技术
总结词
通过监测设备或结构的振动情况，分析其振 动特征，判断设备或结构的运行状态。
故障树分析
总结词
通过构建故障树，分析系统故障的成因和相互关联，找出导致系统故障的关键因素。
详细描述
故障树分析是一种自上而下的逻辑分析方法，通过构建故障树，将系统故障的成因逐级展开，分析各 因素之间的逻辑关系，找出导致系统故障的关键因素，为改进设计和降低故障概率提供依据。
故障诊断专家系统
总结词
利用专家知识和推理规则进行故障诊断，提供专业化的故障解决方案。
复杂系统与多源异构数据的集成处理
复杂系统
随着工业设备的复杂度增加，故 障诊断与状态监测需要处理来自 不同系统、不同部件的多源异构 数据。
数据集成
为了全面分析设备的运行状态， 需要将不同来源、不同格式的数 据进行集成，形成统一的数据视 图。
数据处理方法
针对多源异构数据的特性，需要 发展新的数据处理方法，包括数 据清洗、融合、转换等，以提取 有价值的信息。
故障诊断与状态监测技术的发展历程
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
初步探索阶段
20世纪50年代以前， 主要依靠人工观察和经 验判断，缺乏科学依据 和技术手段。
初步发展阶段
20世纪50年代至70年 代，开始出现简单的振 动和温度监测技术，初 步形成了基于信号处理 和模式识别的故障诊断
设备状态监测与故障诊断技术PPT课件 02-设备故障诊断的基本概念
第二节 设备故障诊断的基本方法和分类
一、设备故障诊断的基本方法
1．传统的故障诊断方法
首先是利用各种物理的和化学的原理和手段，通过伴随故障出现的各种 物理和化学现象，直接检测故障。
其次，利用故障所对应的征兆来诊断故障是最常用、最成熟的方法。
2．故障的智能诊断方法
人工智能、专家系统
3．故障诊断的数学方法
中石化仪征化纤公司原涤纶二厂
管理体制 “一会”、“二级”、 “三定”
“一 会”
即定期召开状态监测例会，除相互通报状 态监测及维修情况外，还特别以“诸葛 亮会”的形式对故障信息进行会诊，以 便对设备运行状况作出客观正确的评价， 从而为状态维修提供依据。另外，针对 紧急故障，不定期召开现场急诊会，及 时解决问题。
一、设备维修方式的发展
事后维修，故障维修 (Break down) 设备坏了后才去修理。
定期维修，预防维修 (Preventive) 定期地检查和大修。
预测维修，状态维修 (Predictive) 周期的监测，需要时才去维修。
事后维修体制
定义 设备运行到坏了再进行修理。
优点
不需要安排计划。 对一些设备，更换比修理更便宜。
互动时间
问题与回答
一、单项选择题（在备选答案中选出一个正确答 案，并将其号码填在题干中的横线上）
1．在应力和时间等条件下，导致发生故障的物理、化学、生物 或机械过程，称为 。
A、故障状态 B、故障机理 C、故障类型 D、故障模式 2．设备故障的基本特性不包括 。 A、层次性 B、放射性 C、延时性 D、确定性 3．传统的故障诊断方法不包括 。 A、振动诊断 B、温度诊断 C、专家系统 D、电参数诊断 4．不属于故障诊断数学方法的是 。 A、故障树分析 B、人工智能 C、小波变换 D、分形几何
转子系统状态监测与故障诊断技术课件PPT
瀑布图
利用FFT频谱分析仪，将旋转机械的升速过程做阶次
分析(Order Tracking)，以便进一步了解振动的构成
原因
趋势分析
特征数据值和预报值按一定的时间顺序排列起来进行分析。
可以是通频振动、1X振幅、2X振幅、0.5X振幅、轴心位置等，
时间顺序可以按前后各次采样、按小时、按天等
相对轴位移
终作用在转子上，它相对于转子是静止的，其振动频率就是
转子的转速频率，也称为工频(即工作频率)，在频谱分析时，
首先要找的就是工频成分。其特征有：·
不平衡振动的某些特征
(１) 在现场安装发动机侧靠背轮时，靠背轮采用冷装方法安装，紧力不够，当转速升高时，紧力消失，在靠背轮处产生不平衡力，两
转子的对中性也产生变化，随着转速升高及负荷增大,该处轴振动幅值明显增大。
⑥未按规程检修，破坏了机器原有的配合性质和精度
操作运行
①过程/工艺参数（如介质的温度、压力、流量、负荷等）偏离设计值，
机器运行工况不正常
②机器在超转速、超负荷下运行，改变了机器的工作特性
③运行点接近或落入临界转速区
④润滑或冷却不良
⑤转子局部损坏或结垢
⑥启停机或升降速过程操作不当，暖机不够，热膨胀不均匀
第3项以下总称为高次谐波振动，2x，3x，…，nx
•
两个方向互相垂直的简谐振动的合成
3、监测参数及分析方法
振幅：表示振动的严重程度，可用位移、速度或加速度表
示
分频振动：机器特征频率下的振幅和相位。旋转机械主要
有工频（1X）、半倍频（0.5X）和二倍频（2X）等
频率：描述机器振动状态的十分重要的特征量
相对于转轴上某
一确定标记的相
电力设备的在线监测与故障诊断PPT课件
运输中的冲击
变压器绕组变形的监测
变压器绕组变形的监测
离线检测方法：短路阻抗测量法、频响分析法、低 压脉冲法、径向漏磁场测试法
在线监测方法：短路电抗法、振动信号分析法、频 响分析法
短路电抗法
振动法
变压器本体振动来源
硅钢片磁滞伸缩引起铁芯振动 硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁引起的电磁吸引力，
电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备的组成：绝缘材料、导电材料、导磁材料等。
绝缘材料大多为有机材料：矿物油、绝缘纸、各种有机合成 材料，运行中受电、热、机械、环境等各种因素的作用，容 易发生劣化，造成设备故障。——设备绝缘结构性能的好坏， 成为决定整台设备寿命的关键。
由于大型电气设备发生故障而造成突发性停电事故，会造成 巨大的经济损失和不良的社会影响。
局部放电监测的意义
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主 要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻 三尺非一日之寒”。
刷形树枝
丛林状树枝
变压器中局部放电类型
气隙放电
（1）密封于固体内的气泡。例如：铁芯环氧绑扎带内的气泡。 （2）油和固体包围的气泡。例如：纸板夹层的气泡。
悬浮放电
不同故障类型产生的气体组分
故障类型
主要气体成分
油过热 油和纸过热
CH4、C2H4 CH4、C2H4、CO、CO2
油纸绝缘中局部放电
H2、CH4、C2H2、CO
油中火花放电
C2H2、H2
油中电弧
H2、C2H2
油和纸中电弧
H2、C2H2、CO、CO2
次要气体成分
H2、C2H6 H2、C2H6 C2H6、CO2
动触头的行程可以通过旋转编码器进行监测。
变压器绕组变形的监测
变压器绕组变形的监测
离线检测方法：短路阻抗测量法、频响分析法、低 压脉冲法、径向漏磁场测试法
在线监测方法：短路电抗法、振动信号分析法、频 响分析法
短路电抗法
振动法
变压器本体振动来源
硅钢片磁滞伸缩引起铁芯振动 硅钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁引起的电磁吸引力，
电气设备状态监测与故障诊断的意义
电气设备的组成：绝缘材料、导电材料、导磁材料等。
绝缘材料大多为有机材料：矿物油、绝缘纸、各种有机合成 材料，运行中受电、热、机械、环境等各种因素的作用，容 易发生劣化，造成设备故障。——设备绝缘结构性能的好坏， 成为决定整台设备寿命的关键。
由于大型电气设备发生故障而造成突发性停电事故，会造成 巨大的经济损失和不良的社会影响。
局部放电监测的意义
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主 要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻 三尺非一日之寒”。
刷形树枝
丛林状树枝
变压器中局部放电类型
气隙放电
（1）密封于固体内的气泡。例如：铁芯环氧绑扎带内的气泡。 （2）油和固体包围的气泡。例如：纸板夹层的气泡。
悬浮放电
不同故障类型产生的气体组分
故障类型
主要气体成分
油过热 油和纸过热
CH4、C2H4 CH4、C2H4、CO、CO2
油纸绝缘中局部放电
H2、CH4、C2H2、CO
油中火花放电
C2H2、H2
油中电弧
H2、C2H2
油和纸中电弧
H2、C2H2、CO、CO2
次要气体成分
H2、C2H6 H2、C2H6 C2H6、CO2
动触头的行程可以通过旋转编码器进行监测。
航空发动机故障监测诊断系统设计ppt课件
3
一.研究背景与意义
目前，主流航空发动机的状态 监测模式由最初的定期维护逐步发 展为现今的视情维护。从国外的资 料来看，大都采用了发动机状态监 视和故障诊断系统EMS，并且逐步 研究颁布了一系列指南，使其应用 已日趋广泛和完善。然而国内的相 关研究虽已初见成效，但还远远不 能够适应飞机盒发展的需要。
数据的平滑：平均平滑法/指数平滑法 野点的剔除：统计学方法/基于距离的方法/基于偏离的方法 +分箱/聚类/回归 缺失数据的补充：插补/加权调整
11
3.5 智能化故障诊断数据库
发动机 试验数据
故障 模拟数据
专家 诊断系统
数据库
故障维修 历史数据
结构履历 数据
12
3.6 网络化数据平台
飞机
通讯卫星 /互联网
滑油系统本身
监视滑油系统 本身（滑油压力、 滑油温度、滑油量 、油滤），保证其 工作正常、可靠。
磨损件状况
利用专门的铁 谱仪对滑油进行铁 谱分析，根据磨粒 的大小和数量确定 磨损件的磨损情况 。
10
3.4 数据预处理方法
航空发动机常年在高温、高压、高噪声环境下工作，其相关 参数的测量较为困难，采集到的航空发动机相关性能参数的数据 若不加以预处理，则很难准确反映航空发动机的实际健康状态。 数据预处理主要包括数据的平滑和野点的剔除与修正以及缺失数 据的补充。
4
二.系统方案设计
系统方案比较
离线模式：
1.设备简单易维护 2.运行成本低 3.实时性差，不能 就突发情况快速反 应
在线模式：
1.实时性好，能够 对于突发情况快速 反应 2.传输、处理数据 量大，设备要求高 3运行维护复杂， 成本高
5
系统结构框图
一.研究背景与意义
目前，主流航空发动机的状态 监测模式由最初的定期维护逐步发 展为现今的视情维护。从国外的资 料来看，大都采用了发动机状态监 视和故障诊断系统EMS，并且逐步 研究颁布了一系列指南，使其应用 已日趋广泛和完善。然而国内的相 关研究虽已初见成效，但还远远不 能够适应飞机盒发展的需要。
数据的平滑：平均平滑法/指数平滑法 野点的剔除：统计学方法/基于距离的方法/基于偏离的方法 +分箱/聚类/回归 缺失数据的补充：插补/加权调整
11
3.5 智能化故障诊断数据库
发动机 试验数据
故障 模拟数据
专家 诊断系统
数据库
故障维修 历史数据
结构履历 数据
12
3.6 网络化数据平台
飞机
通讯卫星 /互联网
滑油系统本身
监视滑油系统 本身（滑油压力、 滑油温度、滑油量 、油滤），保证其 工作正常、可靠。
磨损件状况
利用专门的铁 谱仪对滑油进行铁 谱分析，根据磨粒 的大小和数量确定 磨损件的磨损情况 。
10
3.4 数据预处理方法
航空发动机常年在高温、高压、高噪声环境下工作，其相关 参数的测量较为困难，采集到的航空发动机相关性能参数的数据 若不加以预处理，则很难准确反映航空发动机的实际健康状态。 数据预处理主要包括数据的平滑和野点的剔除与修正以及缺失数 据的补充。
4
二.系统方案设计
系统方案比较
离线模式：
1.设备简单易维护 2.运行成本低 3.实时性差，不能 就突发情况快速反 应
在线模式：
1.实时性好，能够 对于突发情况快速 反应 2.传输、处理数据 量大，设备要求高 3运行维护复杂， 成本高
5
系统结构框图
设备状态监测与故障诊断技术设备振动诊断实施方法PPT课件
承数据，输入或输出转速； [6]皮带传动应该包括皮带轮直径及转速； [7]交流感应电动机，应该包括电机的极对数（P），转子条数目，转速； [8]同步电机，应该包括定子线圈数目（定子线圈数目=极数目×线圈数目/每极）； [9]直流电机，应该包括全波整流还是半波整流（如果是可控硅整流器整流的
话）； [10]联轴器型式； [11]如果设备本身有振动允许值的要求，例如制造厂的指标，请列出具体数值
2020/4/16
.
3
3
第一节 实施现场振动诊断的6个步骤
在确定了诊断对象的范围后，在实施设备诊断之前，必须对 每台诊断对象的各个方面有充分的认识了解，就像医生治病 必须熟悉人体的构造一样。 经验表明，诊断人员如果对设备没有足够充分的了解，甚至 茫然无知，那么，即使是信号分析专家也是无能为力的。有 很多企业的故障诊断从业人员在对本企业设备进行诊断时往 往比信号分析专家更准确，就是因为他们做到了对现场设备 了如指掌。
通观振动诊断的全过程，诊断步骤可概括为3个环节，即： 准备工作、诊断实施、决策与验证。可归纳为如下6个步骤：
2020/4/16
.
2
2
第一节 实施现场振动诊断的6个步骤
一、确定、了解诊断对象
✓ 稀有、昂贵、大型、精密、无备台的关键设备； ✓ 连续化、快速化、自动化、流程化程度高的设备； ✓ 一旦发生故障可能造成很大经济损失，或是环境污染，或是人
（应该尽可能指明使用的振动单位，有效值还是峰值或峰峰值）。
2020/4/16
.
8
8
第一节 实施现场振动诊断的6个步骤
S 6H
S 5H
G 44H G 44V G 44A
G 4H G 4V G 4A
G 3H G 3V G 3A
话）； [10]联轴器型式； [11]如果设备本身有振动允许值的要求，例如制造厂的指标，请列出具体数值
2020/4/16
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3
3
第一节 实施现场振动诊断的6个步骤
在确定了诊断对象的范围后，在实施设备诊断之前，必须对 每台诊断对象的各个方面有充分的认识了解，就像医生治病 必须熟悉人体的构造一样。 经验表明，诊断人员如果对设备没有足够充分的了解，甚至 茫然无知，那么，即使是信号分析专家也是无能为力的。有 很多企业的故障诊断从业人员在对本企业设备进行诊断时往 往比信号分析专家更准确，就是因为他们做到了对现场设备 了如指掌。
通观振动诊断的全过程，诊断步骤可概括为3个环节，即： 准备工作、诊断实施、决策与验证。可归纳为如下6个步骤：
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2
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第一节 实施现场振动诊断的6个步骤
一、确定、了解诊断对象
✓ 稀有、昂贵、大型、精密、无备台的关键设备； ✓ 连续化、快速化、自动化、流程化程度高的设备； ✓ 一旦发生故障可能造成很大经济损失，或是环境污染，或是人
（应该尽可能指明使用的振动单位，有效值还是峰值或峰峰值）。
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.
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第一节 实施现场振动诊断的6个步骤
S 6H
S 5H
G 44H G 44V G 44A
G 4H G 4V G 4A
G 3H G 3V G 3A
故障诊断与状态监测
声发射监测技术具有非接触 性、实时性等优点。
详细描述
声发射监测技术可以通过传 感器非接触地采集声音信号， 实时监测结构的声发射事件， 并通过数据采集和分析系统 进行远程监测和诊断。
红外监测技术
总结词
红外监测技术通过测量物体或结构的红外辐射来评估其运行状态。
详细描述
红外监测技术广泛应用于电力设备、化工设备、航空航天等领域，可以检测出设备的过 热、泄漏等情况，通过分析红外辐射的特征，可以判断设备的故障类型和严重程度。
故障诊断与状态监测
目录
• 故障诊断与状态监测概述 • 故障诊断技术与方法 • 状态监测技术与应用 • 故障诊断与状态监测的挑战与未来发展 • 案例分析与实践
01
故障诊断与状态监测概 述
定义与目的
定义
故障诊断与状态监测是针对设备或系统的运行状态进行检测、评估和预测的技 术，旨在及时发现潜在故障、分析故障原因，并采取相应的措施进行维修和预 防。
详细描述
油液监测技术可以直接检测润滑 油或液压油的性能和状态，通过 定期取样和分析，可以实时了解 机械设备的润滑和液压系统的工 作状态，及时发现潜在的故障和 问题。
声发射监测技术
总结词
声发射监测技术通过采集和 分析物体或结构在受力时发 出的声音信号来评估其运行 状态。
详细描述
总结词
声发射监测技术广泛应用于 压力容器、管道、桥梁等结 构的监测，可以检测出结构 的裂纹、腐蚀、疲劳等情况， 通过分析声发射信号的特征， 可以判断结构的损伤程度和 故障类型。
故障诊断的准确性与实时性要点一 Nhomakorabea总结词
要点二
详细描述
故障诊断的准确性和实时性是关键，需要不断提高诊断算 法的精度和响应速度，以满足工业应用的需求。
最新状态监测与故障诊断技术PPT课件
目前，美国的诊断技术在航空、航天、军事、 核能等尖端部门处于世界领先地位；英国在摩擦磨 损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面处于领先地 位；日本的诊断技术在钢铁、化工和铁路等部门处 于领先地位。正是由于诊断技术能够产生的巨大经 济效益，因此故障诊断技术得到了迅速的发展，各 种监测和故障诊断的商业化产品不断推出，如日本 三菱公司的“旋转机械健康管理系统”、美国西屋 公司的“可移动诊断中心”、美国中心发电部的 “透平监视设备”和“试验设备监测”、美国 Scientific Atlanta公司的CHAMMP6000监测系统、 美国Bently公司的7200、3300及3000系列和CSI公司 的系列监测仪器等设备状态监测和故障诊断设备等。
状态监测与故障诊断技术
• 设备故障是指“设备功能失常”，也就是设备不能达到预 期的工作状态，无法满足应有的性能、功能。产生故障的 原因通常是设备的构造处于不正常状态（劣化状态）。判 断故障的准则是：在给定的工作状态下，设备的功能与约 束条件不能满足正常运行或原设计期望的要求。
• 故障诊断技术是一门集数理统计、力学、计算机工程、信 号处理、模式识别、人工智能等多学科于一体的、生命力 旺盛的新兴学科。它是一种了解和掌握设备在使用过程中 的工作状态，确定其整体或者局部是否正常，及时发现故 障及其原因，预报故障发展趋势的技术。故障诊断的目的 是保证可靠地、高效地发挥设备的应有功能，其最根本的 任务是通过监测设备的信息来识别设备的工作状态。
• （1）故障的危害程度增大。一旦某一部件发生故障，就 可能引起“链式反应”，导致整个生产系统不能正常运行， 从而造成巨大的经济损失，严重的设备故障还会造成灾难 性的事故和人员伤亡，产生不良的社会影响。例如，20世 纪80年代，对全国14个省45个矿务局112个矿井抽样调查， 因矿井提升机发生故障引起停工停产，甚至造成人员伤亡 的事故，共有126例，伤亡272人，经济损失达七千万元。
航空发动机故障监测诊断系统设计ppt课件
2023最新整理收集 do
something
机械系统故障诊断
航空发动机的状态监测和故障诊断
主要内容
1
项目研究
2
方案设计
3
技术实现
4
设计总结
2
一.研究背景与意义
航空发动机作为飞机的动力 来源，其结构复杂，且工作在高 温、大压力的苛刻条件下，从发 动机发展现状看，无论设计、材 料和工艺水平，抑或使用、维护 和管理水平，都不可能完全保证 其使用中的可靠性。而发动机故 障在飞机飞行故障中往往是致命 的，并且占有相当大的比例。
机场
地面监控诊断中心
13
四.设计总结
行性 技术可行性
离线与在线有 机结合 多种诊断方式 选择性结合 数据库智能诊 断
课程的基本原 理和方法 课程的巨大作 用和意义
望老师加以指 正
14
谢谢！
•
感 谢 阅
读感 谢 阅
读
数据的平滑：平均平滑法/指数平滑法 野点的剔除：统计学方法/基于距离的方法/基于偏离的方法 +分箱/聚类/回归 缺失数据的补充：插补/加权调整
11
3.5 智能化故障诊断数据库
发动机 试验数据
故障 模拟数据
专家 诊断系统
数据库
故障维修 历史数据
结构履历 数据
12
3.6 网络化数据平台
飞机
通讯卫星 /互联网
3
一.研究背景与意义
目前，主流航空发动机的状态 监测模式由最初的定期维护逐步发 展为现今的视情维护。从国外的资 料来看，大都采用了发动机状态监 视和故障诊断系统EMS，并且逐步 研究颁布了一系列指南，使其应用 已日趋广泛和完善。然而国内的相 关研究虽已初见成效，但还远远不 能够适应飞机盒发展的需要。
something
机械系统故障诊断
航空发动机的状态监测和故障诊断
主要内容
1
项目研究
2
方案设计
3
技术实现
4
设计总结
2
一.研究背景与意义
航空发动机作为飞机的动力 来源，其结构复杂，且工作在高 温、大压力的苛刻条件下，从发 动机发展现状看，无论设计、材 料和工艺水平，抑或使用、维护 和管理水平，都不可能完全保证 其使用中的可靠性。而发动机故 障在飞机飞行故障中往往是致命 的，并且占有相当大的比例。
机场
地面监控诊断中心
13
四.设计总结
行性 技术可行性
离线与在线有 机结合 多种诊断方式 选择性结合 数据库智能诊 断
课程的基本原 理和方法 课程的巨大作 用和意义
望老师加以指 正
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数据的平滑：平均平滑法/指数平滑法 野点的剔除：统计学方法/基于距离的方法/基于偏离的方法 +分箱/聚类/回归 缺失数据的补充：插补/加权调整
11
3.5 智能化故障诊断数据库
发动机 试验数据
故障 模拟数据
专家 诊断系统
数据库
故障维修 历史数据
结构履历 数据
12
3.6 网络化数据平台
飞机
通讯卫星 /互联网
3
一.研究背景与意义
目前，主流航空发动机的状态 监测模式由最初的定期维护逐步发 展为现今的视情维护。从国外的资 料来看，大都采用了发动机状态监 视和故障诊断系统EMS，并且逐步 研究颁布了一系列指南，使其应用 已日趋广泛和完善。然而国内的相 关研究虽已初见成效，但还远远不 能够适应飞机盒发展的需要。
滚动轴承的状态检测与故障诊断ppt课件
1）滚动轴承的运行状态是否正常往往直接影响到整台机器的性能，如精度、可 靠性、寿命等。统计表明，旋转类机械大约有30%的机械故障都是滚动轴承引起 的，采用故障诊断技术后，事故发生率可降低75%，维修费用可减少25%～50%。 2）状态故障诊断技术可了解轴承的性能状态并及早发现潜在故障。对可能出现 的故障提出预测、估计、判断,可以有效提高机械设备的运行管理水平及维修效 能，具有显著的经济效益。
当轴承某一元件表面出现局部损伤时，在受载运行过程中要撞击与 它接触的表面而产生冲击脉冲力。由于冲击脉冲力的频带很宽,包含轴承组件、 轴承座、 机器结构及传感器的固有频率, 所以必然激起测振系统的共振。因 此，测得的振动加速度信号包含着多个载波共振频率, 以及调制于其上的故 障特征频率和其谐波成分。
精品课件
7
4）断裂
当轴承所受载荷、振动过大时，内外圈的缺陷位置在滚动体的反复冲 击下，缺陷逐步扩展而断裂。
精品课件
8
5）锈蚀
水分或酸、碱性物质直接侵入会引起轴承锈蚀。当轴承内部有轴电流 通过时，在滚道和滚动体的接触点处引起电火花而产生电蚀，在表面上形成搓
板状的凹凸不平。
精品课件
9
2.滚动轴承的失效过程
精品课件
5
2）磨损
由于滚道和滚动体的相对运动和尘埃异物引起表面磨损，润滑不良会加剧磨 损，结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也 降低了机器的运动精度，表现为振动水平及噪声的增大。
精品课件
6
3）擦伤
由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接 触面受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成 接触面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用 力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂。
当轴承某一元件表面出现局部损伤时，在受载运行过程中要撞击与 它接触的表面而产生冲击脉冲力。由于冲击脉冲力的频带很宽,包含轴承组件、 轴承座、 机器结构及传感器的固有频率, 所以必然激起测振系统的共振。因 此，测得的振动加速度信号包含着多个载波共振频率, 以及调制于其上的故 障特征频率和其谐波成分。
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7
4）断裂
当轴承所受载荷、振动过大时，内外圈的缺陷位置在滚动体的反复冲 击下，缺陷逐步扩展而断裂。
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8
5）锈蚀
水分或酸、碱性物质直接侵入会引起轴承锈蚀。当轴承内部有轴电流 通过时，在滚道和滚动体的接触点处引起电火花而产生电蚀，在表面上形成搓
板状的凹凸不平。
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9
2.滚动轴承的失效过程
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5
2）磨损
由于滚道和滚动体的相对运动和尘埃异物引起表面磨损，润滑不良会加剧磨 损，结果使轴承游隙增大，表面粗糙度增加，降低了轴承运转精度，因而也 降低了机器的运动精度，表现为振动水平及噪声的增大。
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6
3）擦伤
由于轴承内外滚道和滚动体接触表面上的微观凸起或硬质颗粒使接 触面受力不均，在润滑不良、高速重载工况下，因局部摩擦产生的热量造成 接触面局部变形和摩擦焊合，严重时表面金属可能局部熔化，接触面上作用 力将局部摩擦焊接点从基体上撕裂。
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使定子端部绕组发生位移，从而引 发绝缘劣化和发生局部放电
征兆：振动和局部放电
5、冷却水系统故障
征兆：定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能 引起的放电
6、转子绕组故障（异步电动机）
转子故障主要有转子导条断裂，这将引起转矩跳动，转速波 动，转子振动以及过热等
红外热像仪（热成像仪或红外热成像 仪）：是通过非接触探测红外能量（热 量），并将其转换为电信号，进而在显 示器上生成热图像和温度值，并可以对 温度值进行计算的一种检测设备。
红外热像仪能够将探测到的热量精确量 化，不仅能够观察热图像，还能够对发 热的故障区域进行准确识别和严格分析。
图10-2-8 红外热像仪基本原理框图
电机的故障特点与诊断内容
电机典型故障归纳： 1、定子铁心故障 通常发生在大型汽轮机发电机上，主要是铁心深处的过热 问题 早期征兆是大的环路电流、高温和绝缘材料的热解 2、绕组绝缘故障 原因：绝缘老化，绝缘缺陷及引线套管受污染 主要症状：定子绕组局部放电量的增加
发电机中常用局部放电（PD）在线监测这类故障 感应电动机中常用定子电流信号分析确定定子绕组故障 3、定子绕组股线故障（发电机） 股线间短路产生电弧发电、可能发展接地故障或相间短路 故障 征兆：水冷电机的冷却水中有绝缘材料热解产生的气体
2. 红外测温具有下列特点
(1)测温范围广；-170℃～+3200℃。 (2)测温精度高：可分辨0.01K或更小。
(3) 反应速度快：可在几毫秒内测出物 体的温度。
(4)可测小目标：最小可测出直径为 7.5um的目标温度。
(5) 不接触被测物体，不破坏其温度场。 (6)测距可远可近。
3. 红外测温与接触测温性能比较
三、电机红外诊断实例
1.电机故障的产生、特征与发展（以发电机为例）
实例1. 发电机定子线棒接头故 障红外诊断
（1）基本原理 绕组有电阻，通电发热 当发电机容量确定后，线棒固有电阻即为定值。 大型发电机，每相绕组线棒接头可达上千个，如果各接头接触电
阻彼此不等，其中焊接不良的接头必然接触电阻大、发热量多和 温升也高。 因此，定子线棒焊接质量的红外诊断，实质上就是在向定子某一 支路（或一相）绕组通入相同电流的条件下，用红外热像仪测量 和比较各接头温度（或温升）来进行判别的。
项目
红外测温
接触测温
测温 要求 优点
缺点
（1）知道被测物的发射率 （2）被测物的辐射能充分抵达红 外探测器 （3）消除背影噪声
（1）非接触，对被测物体无影响 （2）可测运动中的物体 （3）可测瞬态温度 （4）可对点、线、面测温 （5）可测绝对温度，也可测相对 温度
（1）仅测表面温度 （2）要求精度高时，测温要求严 格
（1）测温设备与被测物间良好 接触 （2）接触测温时，被测物温度 不应有显著变化 （1）可测物体内部温度 （2）要求精度高时，测温要求 较简单
（1）对小目标的温度不能测 （2）不能测运动中的目标 （3）不适于测瞬态温度 （4）测温范围不够宽 （5）在生产过程中，不便于同 时测多个目标
4.红外热像仪
第七章 电机红外诊断
二、红外诊断技术
1.红外诊断技术的构成
一台运转中的设备，当其零部件产生故障时， 设备的整体或局部的热平衡会受到破坏或影响， 设备内部的热必然逐步到达其外部表面，导致 外表温度场分布的变化。
红外检测技术捕捉到这些红外辐射的信息，通 过检测结果总结分析，可以发现:
不同部位有不同的温度界限， 同一部位在不同故障情况下有不同的温度等级。
最常见的检测方法是定子电流监测（监测效果较困难），常 采用振动和绝缘材料热解监测方法。
7、转子绕组故障（发电机）
主要是匝间短路故障。匝间短路可能由于发电机在低速启动 或停车时，槽中导体表面的污物引起了电弧，或者是巨大的 离心力和高温影响了绕组和绕组绝缘。
匝间短路故障可引起局部过热甚至导致转子接地。
通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密， 可以确定匝间短路的数量和位置；监测轴承振动是否加强。
笼型异步电动机因笼条断裂时，就会出现振动增加，起动时 间延长，定子电流摆动，电机滑差增加，转速转矩波动，温 升增高等故障征兆
一台直流电机运行中由于过载、机械振动、换向器变形、维 护不当、湿度过低等诸原因，造成换向恶化故障。
恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定的 允许范围运行，往往是直接导致电机故障的起因
8、转子本体故障（各类电机）
主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同 心引起
征兆：轴承处过量的振动
对不同故障进行相对应特征量的监测 1、放电监测 2、温度监测 3、热解产生的微粒监测 4、振动监测 5、气隙磁密监测
第一章 电机红外诊 断
第一章 电机红外诊断
一、红外诊断基础
1.红外线位置
实例1. 发电机定子线棒接头故障红个诊断
图10-4-3 实测一台50MW水轮发电机定子线棒接头温 度分布直方图
实例1. 发电机定子线棒接头故障红个 诊断
（2）判据 属于以下情况之一的线棒接头应该判为焊接
电机 状态监测与故障诊断
电机的故障特点与诊断内容
故障识别必须对诊断对象的各种性能、结构、各种参数 非常熟悉。
电机包含有以下几个独立相互关联的工作系统：电路系 统、磁路系统、绝缘系统、机械系统和通风散热系统。 电机组成部分：定子、转子、轴承装置、底板及一些附 属结构（如风扇、换向器等）。
一个故障在电机上常常表现出多种的故障征兆。也有几 个故障起因反映同一个故障征兆
确诊出设备的故障性质、部位和程度，进而预 测故障发展趋势和设备的寿命。
红外诊断技术的构成
2. 红外热像仪的测温方法
1．模拟量测温方法 较早期的红外热像仪，利用热像仪输出的视频模拟信
号测量物体的温度，实质上就是测量物体视频信号的 幅度。 2．智能化测温方法 运用微处理机,摆脱模拟量的非线性校正和叠加的繁琐 过程。 通过多路模拟开关和A/D转换器分别获得被测物体图像 信号电压与参考黑体温度电压的数值; 然后根据各自的函数关系进行计算； 比模拟量方法精确 3．软件化测温方法
征兆：振动和局部放电
5、冷却水系统故障
征兆：定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能 引起的放电
6、转子绕组故障（异步电动机）
转子故障主要有转子导条断裂，这将引起转矩跳动，转速波 动，转子振动以及过热等
红外热像仪（热成像仪或红外热成像 仪）：是通过非接触探测红外能量（热 量），并将其转换为电信号，进而在显 示器上生成热图像和温度值，并可以对 温度值进行计算的一种检测设备。
红外热像仪能够将探测到的热量精确量 化，不仅能够观察热图像，还能够对发 热的故障区域进行准确识别和严格分析。
图10-2-8 红外热像仪基本原理框图
电机的故障特点与诊断内容
电机典型故障归纳： 1、定子铁心故障 通常发生在大型汽轮机发电机上，主要是铁心深处的过热 问题 早期征兆是大的环路电流、高温和绝缘材料的热解 2、绕组绝缘故障 原因：绝缘老化，绝缘缺陷及引线套管受污染 主要症状：定子绕组局部放电量的增加
发电机中常用局部放电（PD）在线监测这类故障 感应电动机中常用定子电流信号分析确定定子绕组故障 3、定子绕组股线故障（发电机） 股线间短路产生电弧发电、可能发展接地故障或相间短路 故障 征兆：水冷电机的冷却水中有绝缘材料热解产生的气体
2. 红外测温具有下列特点
(1)测温范围广；-170℃～+3200℃。 (2)测温精度高：可分辨0.01K或更小。
(3) 反应速度快：可在几毫秒内测出物 体的温度。
(4)可测小目标：最小可测出直径为 7.5um的目标温度。
(5) 不接触被测物体，不破坏其温度场。 (6)测距可远可近。
3. 红外测温与接触测温性能比较
三、电机红外诊断实例
1.电机故障的产生、特征与发展（以发电机为例）
实例1. 发电机定子线棒接头故 障红外诊断
（1）基本原理 绕组有电阻，通电发热 当发电机容量确定后，线棒固有电阻即为定值。 大型发电机，每相绕组线棒接头可达上千个，如果各接头接触电
阻彼此不等，其中焊接不良的接头必然接触电阻大、发热量多和 温升也高。 因此，定子线棒焊接质量的红外诊断，实质上就是在向定子某一 支路（或一相）绕组通入相同电流的条件下，用红外热像仪测量 和比较各接头温度（或温升）来进行判别的。
项目
红外测温
接触测温
测温 要求 优点
缺点
（1）知道被测物的发射率 （2）被测物的辐射能充分抵达红 外探测器 （3）消除背影噪声
（1）非接触，对被测物体无影响 （2）可测运动中的物体 （3）可测瞬态温度 （4）可对点、线、面测温 （5）可测绝对温度，也可测相对 温度
（1）仅测表面温度 （2）要求精度高时，测温要求严 格
（1）测温设备与被测物间良好 接触 （2）接触测温时，被测物温度 不应有显著变化 （1）可测物体内部温度 （2）要求精度高时，测温要求 较简单
（1）对小目标的温度不能测 （2）不能测运动中的目标 （3）不适于测瞬态温度 （4）测温范围不够宽 （5）在生产过程中，不便于同 时测多个目标
4.红外热像仪
第七章 电机红外诊断
二、红外诊断技术
1.红外诊断技术的构成
一台运转中的设备，当其零部件产生故障时， 设备的整体或局部的热平衡会受到破坏或影响， 设备内部的热必然逐步到达其外部表面，导致 外表温度场分布的变化。
红外检测技术捕捉到这些红外辐射的信息，通 过检测结果总结分析，可以发现:
不同部位有不同的温度界限， 同一部位在不同故障情况下有不同的温度等级。
最常见的检测方法是定子电流监测（监测效果较困难），常 采用振动和绝缘材料热解监测方法。
7、转子绕组故障（发电机）
主要是匝间短路故障。匝间短路可能由于发电机在低速启动 或停车时，槽中导体表面的污物引起了电弧，或者是巨大的 离心力和高温影响了绕组和绕组绝缘。
匝间短路故障可引起局部过热甚至导致转子接地。
通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密， 可以确定匝间短路的数量和位置；监测轴承振动是否加强。
笼型异步电动机因笼条断裂时，就会出现振动增加，起动时 间延长，定子电流摆动，电机滑差增加，转速转矩波动，温 升增高等故障征兆
一台直流电机运行中由于过载、机械振动、换向器变形、维 护不当、湿度过低等诸原因，造成换向恶化故障。
恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定的 允许范围运行，往往是直接导致电机故障的起因
8、转子本体故障（各类电机）
主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同 心引起
征兆：轴承处过量的振动
对不同故障进行相对应特征量的监测 1、放电监测 2、温度监测 3、热解产生的微粒监测 4、振动监测 5、气隙磁密监测
第一章 电机红外诊 断
第一章 电机红外诊断
一、红外诊断基础
1.红外线位置
实例1. 发电机定子线棒接头故障红个诊断
图10-4-3 实测一台50MW水轮发电机定子线棒接头温 度分布直方图
实例1. 发电机定子线棒接头故障红个 诊断
（2）判据 属于以下情况之一的线棒接头应该判为焊接
电机 状态监测与故障诊断
电机的故障特点与诊断内容
故障识别必须对诊断对象的各种性能、结构、各种参数 非常熟悉。
电机包含有以下几个独立相互关联的工作系统：电路系 统、磁路系统、绝缘系统、机械系统和通风散热系统。 电机组成部分：定子、转子、轴承装置、底板及一些附 属结构（如风扇、换向器等）。
一个故障在电机上常常表现出多种的故障征兆。也有几 个故障起因反映同一个故障征兆
确诊出设备的故障性质、部位和程度，进而预 测故障发展趋势和设备的寿命。
红外诊断技术的构成
2. 红外热像仪的测温方法
1．模拟量测温方法 较早期的红外热像仪，利用热像仪输出的视频模拟信
号测量物体的温度，实质上就是测量物体视频信号的 幅度。 2．智能化测温方法 运用微处理机,摆脱模拟量的非线性校正和叠加的繁琐 过程。 通过多路模拟开关和A/D转换器分别获得被测物体图像 信号电压与参考黑体温度电压的数值; 然后根据各自的函数关系进行计算； 比模拟量方法精确 3．软件化测温方法