專利名稱：檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統、方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電氣設備電磁干擾檢測技術領域，尤其是涉及一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統、方法及其裝置。
背景技術：
伴隨著電子技術的快速發展，大量的電氣設備在工程機械領域得到了廣泛地應用，使工程機械向著高性能、智能化方向發展。但是，大量的電氣設備在工程機械領域中應用的同時，也帶來了大量的電磁干擾問題，其中電磁瞬態騷擾就是電磁干擾中的一種。電氣設備的電磁瞬態騷擾是指電氣設備在其電源回路導通或斷開的瞬間，會產生瞬態脈沖騷擾電壓，其中瞬態脈沖騷擾電壓的峰值以及頻率與電氣設備的阻抗特性有關。這些高頻脈沖電磁瞬態騷擾信號可能會影響電氣·設備的正常功能，嚴重時還會導致電氣設備的功能失效或損壞。因此，有必要對電氣設備進行電磁瞬態騷擾測試，以為研究電氣設備所產生的電磁瞬態騷擾信號以及該騷擾信號對其它電氣設備的影響程度提供參考依據。目前，通常使用示波器對電氣設備工作過程中的電磁瞬態騷擾信號進行測量，測量過程為將示波器的探頭直接接入電氣設備中的被測回路，然后由人工根據示波器測量顯示的波形信息分析是否產生電磁瞬態騷擾以及電磁瞬態騷擾的程度等等。但是，使用示波器對電器設備的電磁瞬態騷擾信號進行測量，卻存在如下缺陷第一，由于測量過程中需要將示波器的探頭直接接入電氣設備中的被測回路中，這樣示波器本身的輸入電阻、電容和電感會對被測電路和被測信號產生影響，盡管可通過提高探頭的性能以及根據具體測試對象使用匹配接近的探頭來降低影響程度，但是都不可避免的會給被測電路和被測信號帶來影響，從而影響測量的準確性。第二，由于只是由人工根據示波器測量顯示的波形信息分析是否產生電磁瞬態騷擾以及電磁瞬態騷擾的程度等等，因此這種依賴人為主觀分析因素的方式也勢必會影響測量的準確性，且分析需要花費大量人力資源，因此測量效率也比較低。
發明內容
本發明實施例提供一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統、方法及其裝置，用以解決現有技術中使用示波器對電氣設備電磁瞬態騷擾信號進行測量時，測量準確性和效率存在不足的問題。為解決上述問題，本發明實施例提供了一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統，包括信號采集設備，連接于待檢測電氣設備的電源回路，用于從待檢測電氣設備的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號；控制設備，用于對信號采集設備采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；輸出設備，用于將控制設備得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。相應地，本發明實施例還提供了一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的方法，包括獲得由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的電磁瞬態騷擾信號；對獲得的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；將處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。相應地，本發明實施例還提供了一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的裝置，包括信號接收模塊，用于獲得由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的電磁瞬態騷擾信號；信號分析模塊，用于對信號接收模塊獲得的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；信息輸出模塊，用于將信號分析模塊處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統，通過使用信號采集設備連接電氣設備的電源回路，并從連接的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號，避免了現有技術中使用示波器檢測電磁瞬態騷擾信號時需要將示波器的探頭直接接入電氣設備中的被測回路中，示波器本身的輸入電阻、電容和電感會對被測電路和被測信號產生影響的問題；此外，本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統使用控制設備可·以自動對采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值，并由輸出設備輸出，因此也避免了現有技術中使用示波器檢測電磁瞬態騷擾信號時，只是由人工根據示波器測量顯示的波形信息分析是否產生電磁瞬態騷擾以及電磁瞬態騷擾的程度等等，使得依賴人為主觀分析因素的方式轉換為自動分析方式，因此從整體上提高了對電氣設備電磁瞬態騷擾信號進行測量的準確性，并提高了測量效率。
下面將結合各個附圖對本發明實施例的具體實現方式進行具體且詳盡的闡述，其中在各個附圖中圖I為本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統結構示意圖；圖2為本發明實施例中信號采集設備采集電磁瞬態騷擾信號的過程流程圖；圖3為單峰波形示意圖；圖4為震蕩波形不意圖；圖5為本發明實施例中控制設備對波形信號進行預處理的具體處理流程圖；圖6為本發明實施例中控制設備在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定參數的參數值的處理過程流程圖；圖7為掃描振蕩波形信號得到的參數信息示意圖；圖8為本發明實施例中采用顯示器件顯示檢測得到的設定參數的參數值的波形示意圖；圖9為本發明實施例中控制設備對檢測結果進行統計分析的處理流程圖；圖10為本發明實施例中控制設備對檢測結果進行脈沖騷擾評判的處理流程圖；圖11為本發明實施例中控制設備的具體控制原理示意圖；圖12為本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的方法的具體實現流程圖；圖13為本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的裝置的組成結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例的目的是針對現有技術中使用示波器對電氣設備進行電磁瞬態騷擾信號的測試所存在的測試準確性較低的問題，提供一套自動對電氣設備的電磁瞬態騷擾信號進行智能測試的系統，用來準確獲取電氣設備在工作時產生的電磁瞬態騷擾信號，從而完成自動采集電磁瞬態騷擾信號、并對采集到的電磁瞬態騷擾信號自動進行分析處理，并將自動分析處理結果輸出，從而從整體上提高測試的準確性和效率。其中本發明實施例這里提及的電氣設備可以是車載電氣設備，也可以是固定電氣設備等，電氣設備可以但不限于包括繼電器等設備。下面將結合各個附圖對本發明實施例的具體實施方式
進行詳盡的闡述。如圖I所示，為本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統結構示意圖，具體包括電源隔離設備10、信號采集設備20、控制設備30、輸出設備40、信息存儲設備50和外部信息輸入設備60，其中各個組成設備的具體作用如下 電源隔離設備10，連接于待檢測電氣設備的電源回路和信號采集設備20之間，用于對電源回路中的電源信號和被測電磁瞬態騷擾信號進行隔離和濾波處理，以阻止電源信號中的干擾信號對被測電磁瞬態騷擾信號的影響，從而保證采集的電磁瞬態騷擾信號的準確性。具體地，如圖I所示，電源隔離設備10的第一端子I和第二端子2分別連接在待檢測電氣設備中用以連接電源線正負極的端口上，電源隔離設備10的第三端子3和第四端子4分別連接在為待檢測電氣設備供電的電源的正負極上。本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統，由于使用了這里所述的電源隔離設備10，因此可以有效地避免現有技術中使用示波器對電氣設備的電磁瞬態騷擾信號進行采集時，電源信號中的干擾信號對被測電磁瞬態騷擾信號的影響，使得采集得到的電磁瞬態騷擾信號更加準確。當然如果不考慮采集到的電磁瞬態騷擾信號的準確性，本發明實施例提出的檢測系統中也可以不包含該電源隔離設備10，由信號采集設備20直接連接到電氣設備的電源回路中，對電源回路中的電磁瞬態騷擾信號進行采集。控制設備30，可以是中央處理器件，比如可以是CPU芯片或DSP芯片等，用于控制信號采集設備20、輸出設備40、信息存儲設備50等各設備的工作過程。信號采集設備20，其可以采用面向儀器系統的PCI擴展(PXI，PCI extensions forInstrumentation)采集卡,該信號采集設備20可以通過同軸電纜與電源隔離設備10連接，用于在控制設備30的控制作用下，完成對待檢測電氣設備的電源回路中的電磁瞬態騷擾信號的采集，從而有效地避免了像現有技術中使用示波器對電氣設備中的電源回路中的電磁瞬態騷擾信號進行采集時，需要將示波器的探頭直接接入電氣設備中的被測回路中，從而導致示波器本身的輸入電阻、電容和電感會對被測電路和被測信號產生影響，因此采用本發明實施例提出的測試系統，采集和檢測到的電磁瞬態騷擾信號會更加準確。如果信號采集設備20使用PXI采集卡來實現時，由于PXI采集卡具有較高的帶寬，可高達幾Ghz，因此可以較好地實現電磁瞬態騷擾信號的采集，以完全滿足電氣設備的相關測試需求。如圖2所示，為本發明實施例所提出的檢測系統中信號采集設備30采集電磁瞬態騷擾信號的過程流程圖，其具體采集過程包括步驟21，開始；步驟22，對信號采集設備進行初始化操作；
步驟23，設置信號采集設備要采集的信號參數；步驟24，判斷參數設置是否成功，如果沒有成功，則返回步驟23繼續設置信號采集設備要采集的信號參數，否則執行步驟25 ；步驟25，信號采集設備根據設置的要采集的信號參數，在待檢測電氣設備的電源回路中開始采集電磁瞬態騷擾信號；步驟26，信號采集設備在待檢測電氣設備的電源回路中持續采集電磁瞬態騷擾信號;步驟27，信號采集設備判斷是否完成信號的采集，如果沒有采集完成，則返回步驟26繼續采集電磁瞬態騷擾信號，否則執行步驟28 ；步驟28，判斷是否還需要在待檢測電氣設備的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號，如果不需要，則結束信號采集過程，否則執行步驟29 ；步驟29，判斷是否需要重新設置信號采集設備要采集的信號參數，如果需要，則返回重新執行步驟23中的設置信號采集設備要采集的信號參數，否則返回步驟25繼續控制信號采集設備在待檢測電氣設備的電源回路中開始采集電磁瞬態騷擾信號。控制設備30，用于對信號采集設備20采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值。具體地，控制設備30，用于分別將信號采集設備20采集到的每個電磁瞬態騷擾信號轉換成預定的波形信號，并通過對轉換處理后的每個預定波形信號進行小波分解和系數量化處理以濾除其中的背景噪聲，以及在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定的參數值。其中在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取的設定特征參數值可以但不限于包括波峰(或波谷)到設定的參考電平的電壓值Us,由10%US上升到90%US的時間差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的時間差值Td0更進一步地，控制設備30對信號采集設備20采集到的電磁瞬態騷擾信號進行的相應處理包括預先的波形參數設置、采集信號的預處理操作、脈沖騷擾波形特征參數值的提取操作、特征參數值的統計分析操作和脈沖騷擾評判、瞬態脈沖騷擾測試報告生成等操作。具體地，預先的波形參數設置是指在控制設備30中預先設定當前需要分析的騷擾波形的類型參數，其中波形類型可以包括單峰騷擾波形和震蕩騷擾波形。如圖3所示，為單峰波形示意圖，如圖4所示，為震蕩波形示意圖。圖3和圖4中分別示意出了波峰(或波谷)到設定的參考電平的電壓值US，由10%US上升到90%US的時間差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的時間差值Td。控制設備30按照預先設定的當前需要分析的騷擾波形的類型參數，分別將信號采集設備20采集到的每個電磁瞬態騷擾信號轉換成預定的波形信號后，再執行分別對轉換后的每個預定的波形信號執行預處理操作，具體地可以通過多辨率的小波分析方法對轉換成的波形信號進行處理，以達到較好地濾除波形信號中的背景噪聲的效果。即針對轉換后的預定波形信號，采用小波分析方法進行去除底噪預處理，降噪過程主要執行首先對轉換后的預定波形信號進行小波分解；由于噪聲部分通常包含在分解后的信號中的高頻系數中，因此要對小波分解后的信號中的高頻部分進行量化處理，并將量化處理后的系數和預定門限閾值進行比較；最后再根據比較結果進行信號重構以達到降噪的目的。具體地，如圖5所示，為控制設備30對波形信號進行預處理的具體處理流程圖，具體的預處理過程如下步驟51，選取轉換后的預定波形信號；步驟52，在選取的波形信號中選定典型小波信號；步驟53，按照設定的小波分解層次數N，對選定的小波信號使用小波函數進行N層分解，提取分解后的每層系數中的高頻系數和低頻系數；步驟54，針對分解得到的第I層至第N層的每一層高頻系數，選擇一個閾值進行閾值量化處理，常用的閾值函數包括硬閾值函數，軟閾值函數，Garrote閾值函數以及 Semisoft閾值函數等。閾值的選取方法包括采用固定的閾值形式、最小極大方差閾值、基于Stein無偏似然估計(SURE)的軟閾值估計、選擇啟發式閾值(heursure)。判斷分解得到的每一層高頻系數是否大于選擇的高頻閾值，如果大于，執行步驟55，否則執行步驟56 ；步驟55,保留該層的高頻系數；步驟56，將該層的高頻系數置零；步驟57，根據小波分解得到的每層低頻系數和經過量化處理后的每層高頻系數，進行小波重構處理，從而得到去除了背景噪聲的波形信號。在上述濾除了每個波形信號中的背景噪聲之后，控制設備30就可以進而在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定的參數值。其中電騷擾特征波形信號也可以分為單峰波形信號和震蕩波形信號，由于震蕩波形信號中包含了單峰波形信號中的所有特征參數，因此這里就以震蕩波形特征參數提取過程為例來介紹設定特征參數值的提取過程。如上述圖3、圖4中對參數Us、Tr和Td的定義，可以按照圖6所示的處理過程來在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定的參數值，其具體實現過程包括步驟61，獲得振蕩波形信號中的中心電壓，并求取振蕩波形信號中的所有峰值點位置坐標信息。具體地，被檢測的震蕩波形信號以外的數據段可以認為是電壓穩定值，也就是振蕩波形信號的中心電壓，可以直接獲取。對于給定的震蕩波形信號f”x=0 (x>=0)，理論上對于每個波形的峰值點，該函數的一階導數和二階導數將滿足如下關系式fx' =0 (x>=0)................................. (I)fx" > 或者 fx" >0 (x>=0)................................. (2)研究表明，采用掃描法可有效檢測波形信號的峰值點，如圖7所示，為掃描振蕩波形信號得到的參數信息示意圖，其中I)根據振蕩波形信號的最大值fxmax、fxmix和震蕩波形信號的中心電壓Ub，求取振蕩波形信號的波峰(或波谷)到設定的參考電平的電壓值Us Us=max (abs (fxmax-Ub), abs (fxmin-Ub))；2)分別以圖7中所示的虛線矩形區域Ueik^UsO). I彡k彡I)、U2=±k2*Us(0. l^k^l)對所有波形信號進行界定處理，可獲得幅值處于矩形區域以外的信號所在的時間區域，從而分別獲取所有振蕩波形信號的最大振蕩脈沖區域[CvLdl](i=l...n)以及振蕩波形信號的所有振蕩峰值區域[4,=在每個矩形區
域中，可得到所有區域中的峰值點坐標值，坐標值具體包括相應的峰值/ (i=l.....m) ,/2'(j=l.....m)以及對應的時刻點 i (i=l.....n) Jj2 (j=l.....m)。步驟62，根據求取的振蕩波形信號中的所有峰值點位置坐標信息，依據各個峰值點之間分別對應的時刻點的時間間隔對各個峰值點電壓進行分組，各組分別為一次震蕩波形信號的所有峰值點位置信息；具體地，結合上述實例，在區域[匕 2匕](j=l. · · m)中，雖然可能包含某振蕩波
形信號峰值亞于最大振蕩峰值，但對于同一峰值點時刻，其相鄰時刻點的時間差分別為Mi=IiC1-Iil (i=l...n-l),(」=1...!11-1)，如果滿足條件糾％《+￡ 那可認為該峰值即為本次振蕩波形信號中的最大峰值點(k-1. ... p，P < η)，其中ε為計算誤差； 在獲得了本次振蕩波形信號中的最大峰值點值后，就可以直接對所有的穴(j=l.....m)進行分組，每一組由一個最大峰值點// (k-1.... P, P ^ η)以及多個本次振蕩波形信號中的峰值點A (j=l.....m)組成。步驟63，針對分組后的每一次振蕩波形信號，根據該次振蕩波形信號中的中心電壓和峰值點的值，求得該次振蕩波形信號中的波峰(或波谷)到設定的參考電平的電壓值Us,由10%US上升到90%US的時間差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的時間差值Td0對于每個分組中的單個區間，電壓值在每個區間中均形成單峰波形，因此在本次振蕩波形信號區間內，可以進而確定波峰(或波谷)到設定的參考電平的電壓值us，由10%US上升到90%US的時間差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的時間差值Td，其中Us=max (abs (fxmax_Ub)，abs (fxmin_Ub))；Tr=(t0.9Us_t0.1Us)；Td-(ta 1Us⑵-ta 1Us ⑴)；其中tQ.9Us、t0.1Us分別為單個區間內，波形信號左邊幅值為O. 9Us、0. IUs時分別對應的時刻值，可根據該單個區間內的波形函數fx求得；taius⑴、taiUs⑵分別為單個區間內、波形信號左右兩邊邊幅值為O. IUs時分別所對應的時間，也可以根據該單個區間內的波形函數fx求得。步驟64，根據相鄰振蕩波形信號的起始位置分別求得振蕩發生重復的時間Tl，并分別求取每個重復的時間Tl內的一個震蕩波形信號中的波峰(或波谷)到設定的參考電平的電壓值Us,由10%US上升到90%US的時間差值Tr，和由10%US上升到波峰再下降到10%US的時間差值Td。輸出設備40，用于在控制設備30的控制作用下，將控制設備30處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。具體地，輸出設備40可以但不限于采用顯示器件將控制設備30處理得到的設定參數的參數值輸出顯示給用戶查看。采用顯示器件主要便于現場測試人員快速、直觀地獲取測試結果，通過鍵盤進行相關操作，直接讀取時域、頻域內的波形信息，脈沖騷擾特征波形信息以及相關參數的參數特征值，相關參數的統計分析結果以及脈沖騷擾評判結果等信息。如圖8所示，為采用顯示器件顯示檢測得到的設定參數的參數值的波形示意圖。
更進一步地，上述的控制設備30還可以具體求取針對每個波形信號分別提取到的Us的平均值、針對每個波形信號分別提取到的Tr的平均值和針對每個波形信號分別提取到的Td的平均值，然后由輸出設備40將控制設備30求得的Us平均值、Tr平均值和Td平均值進行輸出處理。此外，控制設備30還可以進而求取針對每個波形信號分別提取到的Us的方差值、針對每個波形信號分別提取到的Tr的方差值和針對每個波形信號分別提取到的Td的方差值，以及各個參數值的分布規律等，其中分布規律包括參數分布范圍以及分布直方圖等信息。這個過程可以稱之為對檢測結果的統計分析過程，其統計分析的處理流程如圖9所示。
更進一步地，上述控制設備30，還具體用于針對每個波形信號，將在該波形信號中提取的設定參數的參數值和標準電磁瞬態騷擾信號波形的設定特征參數值進行比較，若比較結果為誤差在規定范圍內時，確定該波形信號為標準的電磁瞬態騷擾信號，否則確定該波形信號為特殊的電磁瞬態騷擾信號；然后由輸出設備40將控制設備30確定出的各個標準電磁瞬態騷擾信號和特殊電磁瞬態騷擾信號輸出。這個過程可以稱之為對檢測結果的脈沖騷擾評判過程，其脈沖騷擾評判的處理流程如圖10所示，具體實現過程包括 步驟101，選擇某個電磁瞬態騷擾波形信號中的特征參數值；步驟102，將選擇的特征參數值與標準的電磁瞬態騷擾信號的特征參數值進行對比；其中標準的電磁瞬態騷擾信號可以為ISO 7637-2-2004波形信號；步驟103，判斷對比結果是否在允許的誤差范圍內，如果在，執行步驟104，否則執行步驟105 ；步驟104，確定該電磁瞬態騷擾波形信號為標準的電磁瞬態騷擾信號，至此處理過程結束；步驟105，確定該電磁瞬態騷擾波形信號為特殊的電磁瞬態騷擾信號，至此處理過程結束。另一方面，本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統中的控制設備30還可以控制信號采集設備20將采集到的電磁瞬態騷擾信號和/或控制設備30將處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定參數的參數值存儲到信息存儲設備50中；控制設備30，還可以用于從信息存儲設備50存儲的信息中導出信號采集設備20采集到的電磁瞬態騷擾信號和/或控制設備30處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定參數的參數值。具體地，信息存儲設備50主要用于實現對測試結果的存儲以及測試結果的導入、導出等功能。存儲的信息包括信號采集設備20采集到的原始信號和/或控制設備30分析處理后的各種波形信號的特征值等，配合鍵盤等外設可以方便實現信號、波形的存儲、刪除等功能。信息存儲設備50可以為寄存器或緩存器等等。本發明實施例提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統中的外部信息輸入設備60，其通過外部接口與控制設備30連接，具體地，用戶可以通過該外部信息輸入設備60向控制設備30輸入相應的操作指令，命令控制設備30在用戶輸入的相應指令下控制信號采集設備20和輸出設備40執行相應的操作。其中外部信息輸入設備60可以但不限于包括鍵盤外設、鼠標等外部信息輸入設備。另外，控制設備30還可以將處理、分析后的結果通過一個報表完整的進行記錄，記錄的內容包括測試對象、測試環境、測試時間、騷擾波形信號的特征參數值、統計分析結果、脈沖騷擾評判結果，輸出設備40可以定期地將記錄的報表輸出給用戶查看。綜上可見，本發明系統實施例中的控制設備30可以控制信號采集設備20、輸出設備40、信息存儲設備50和信息導出設備60的具體工作過程，具體控制示意圖如圖11所示。其中信號采集設備20實現脈沖騷擾信號的采集與轉換；控制設備30完成對采集到的信號進行分析處理；輸出設備40完成測試結果的顯示、人機交互等操作；信息存儲設備50主要完成指定信號的保存記錄、以及信息的導入導出等功能。相應地，本發明實施例還提出一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的方法，其具體實現過程如圖12所示,具體包括步驟121，將本發明上述提出的檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統進行初始化操作；步驟122，在初始化后，選擇采集信號所使用的采集通道，并進行預先的參數設置； 步驟123，激活預先的設置；步驟124，基于選擇的采集通道和設置的參數，獲得電磁瞬態騷擾信號，其中該電磁瞬態騷擾信號是通過信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的；此外，在信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號的過程中，還可以進而過濾掉電源回路中的干擾信號；步驟125，對獲得的信號進行存儲，然后分別并行執行步驟126和步驟128 ；步驟126，對獲得的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；其中對采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值，可以具體包括分別將信號采集設備采集到的每個電磁瞬態騷擾信號處理成預定波形信號，并通過對處理后的每個預定波形信號進行小波分解和系數量化處理以濾除背景噪聲，以及在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定特征參數值。步驟127，將處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出；步驟128，判斷是否需要開始下一次測試，如果需要，則繼續返回執行步驟122，否則處理流程結束。在上述完成步驟126之后，還可以針對每個波形信號，將在該波形信號中提取的設定特征參數值和標準電磁瞬態騷擾信號波形的設定特征參數值進行比較；若比較結果為誤差在規定范圍內時，則確定該波形信號為標準電磁瞬態騷擾信號，否則確定該波形信號為特殊電磁瞬態騷擾信號；進而還可以在步驟127中將確定出的標準電磁瞬態騷擾信號和特殊電磁瞬態騷擾信號進行輸出處理。其他具體實現原理請參照上述本發明實施例系統中的各個具體實現環節信息，在此不再過多贅述。相應地，本發明實施例還提出了一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的裝置，如圖13所示，為該裝置的具體組成結構示意圖，具體包括信號接收模塊131，用于獲得由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的電磁瞬態騷擾信號，更進一步地，該信號接收模塊131獲得的電磁瞬態騷擾信號還可以是由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的已過濾掉電源回路中干擾信號的電磁瞬態騷擾信號。信號分析模塊132，用于對信號接收模塊131獲得的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；具體地，該信號分析模塊132，可以具體分別將信號采集設備采集到的每個電磁瞬態騷擾信號處理成預定波形信號，并通過對處理后的每個預定波形信號進行小波分解和系數量化處理以濾除背景噪聲，以及在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定特征參數值。此外，該信號分析模塊132，還可以進而針對每個波形信號，將在該波形信號中提取的設定特征參數值和標準電磁瞬態騷擾信號波形的設定特征參數值進行比較，若比較結果為誤差在規定范圍內時，則確定該波形信號為標準電磁瞬態騷擾信號，否則確定該波形信號為特殊電磁瞬態騷擾信號。信息輸出模塊133，用于將信號分析模塊132處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出，進而還可以將該信號分析模塊132確定出的標準電磁瞬態騷擾信號和特殊電磁瞬態騷擾信號輸出。其他具體實現原理請參照上述本發明實施例系統中的各個具體實現環節信息，在 此不再過多贅述。通過對本發明實施例的具體介紹，可見本發明實施例的目的就是針對現有技術中使用示波器對電氣設備進行電磁瞬態騷擾信號進行測試時所存在的一些不足，提供一套智能的電氣設備電磁瞬態騷擾信號的測試系統，用來準確獲取電氣設備工作時所產生的電磁瞬態脈沖騷擾信號，以自動實現數據的采集、處理、存儲、特征波形提取、特征參數的統計分析、脈沖騷擾評判、瞬態脈沖騷擾測試報告生成等功能。與現有技術中使用示波器對電氣設備進行電磁瞬態騷擾信號進行測試相比，本發明實施例提供的方案具有I、由于使用了電源隔離設備，由此解決了使用示波器進行現場測試時，電源信號中的瞬態干擾信號對測試信號的影響。2、由于采用了 PXI采集卡進行信號的采集，因此很好地解決了因示波器探頭本身的輸入電阻、電容、電感對被測電路和被測信號的影響。3、該測試系統集成了自動的數據采集與處理、瞬態脈沖波形特征值與特征波形的提取、特征值的統計分析、脈沖騷擾評判等操作；并增加了圖形、信息的自動顯示、數據存儲、導出功能，并具有較好的人機交互功能，能給測試分析人員提供所需獲取的測試分析結果，并生成相應的脈沖騷擾測試報告。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統,其特征在于,包括 信號采集設備，連接于待檢測電氣設備的電源回路，用于從待檢測電氣設備的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號； 控制設備，用于對信號采集設備采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值； 輸出設備，用于將控制設備得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。
2.如權利要求I所述的系統，其特征在于，還包括 電源隔離設備，連接在待檢測電氣設備的電源回路和信號采集設備之間，用于在信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號的過程中，過濾所述電源回路中的干擾信號。
3.如權利要求I所述的系統，其特征在于，所述控制設備，具體用于分別將信號采集設備采集到的每個電磁瞬態騷擾信號處理成預定波形信號，并通過對處理后的每個預定波形信號進行小波分解和系數量化處理以濾除背景噪聲，以及在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定特征參數值。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述控制設備，具體用于在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取波峰或波谷到參考電平的電壓值Us、由10%US上升到90%US的時間差值Tr和由10%US上升到波峰再下降到10%US的時間差值Td。
5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述控制設備，還具體用于求取針對每個波形信號提取的Us的平均值、針對每個波形信號提取的Tr的平均值和針對每個波形信號提取的Td的平均值，并將求取的Us的平均值、Tr的平均值和Td的平均值作為采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值。
6.如權利要求3或4所述的系統，其特征在于，所述控制設備，還具體用于針對每個波形信號，將在該波形信號中提取的設定特征參數值和標準電磁瞬態騷擾信號波形的設定特征參數值進行比較，若比較結果為誤差在規定范圍內時，則確定該波形信號為標準電磁瞬態騷擾信號，否則確定該波形信號為特殊電磁瞬態騷擾信號； 輸出設備，還用于將控制設備確定出的標準電磁瞬態騷擾信號和特殊電磁瞬態騷擾信號輸出。
7.如權利要求I所述的系統，其特征在于，還包括 信息存儲設備，所述信號采集設備將采集到的電磁瞬態騷擾信號和/或控制設備將處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值存儲到信息存儲設備； 所述控制設備，還用于從信息存儲設備存儲的信息中導出信號采集設備采集到的電磁瞬態騷擾信號和/或控制設備處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值。
8.如權利要求I所述的系統，其特征在于，還包括 外部信息輸入設備，通過外部接口與控制設備連接，用于向控制設備輸入相應指令，所述控制設備在輸入的相應指令下控制信號采集設備和輸出設備執行相應操作。
9.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述信號采集設備為面向儀器系統的PCI擴展PXI采集卡； 所述輸出設備為顯示器件； 所述外部信息輸入設備為鍵盤外設和/或鼠標外設。
10.一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的方法，其特征在于，包括獲得由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的電磁瞬態騷擾信號；對獲得的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；將處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，獲得的電磁瞬態騷擾信號是由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的已過濾掉干擾信號的電磁瞬態騷擾信號。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，對采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值，包括分別將信號采集設備采集到的每個電磁瞬態騷擾信號處理成預定波形信號，并通過對處理后的每個預定波形信號進行小波分解和系數量化處理以濾除背景噪聲；以及在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定特征參數值。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括針對每個波形信號，將在該波形信號中提取的設定特征參數值和標準電磁瞬態騷擾信號波形的設定特征參數值進行比較；若比較結果為誤差在規定范圍內時，則確定該波形信號為標準電磁瞬態騷擾信號，否則確定該波形信號為特殊電磁瞬態騷擾信號；將確定出的標準電磁瞬態騷擾信號和特殊電磁瞬態騷擾信號輸出。
14.一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的裝置，其特征在于，包括信號接收模塊，用于獲得由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的電磁瞬態騷擾信號；信號分析模塊，用于對信號接收模塊獲得的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；信息輸出模塊，用于將信號分析模塊處理得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述信號接收模塊獲得的電磁瞬態騷擾信號是由信號采集設備從待檢測電氣設備的電源回路中采集到的已過濾掉電源回路中干擾信號的電磁瞬態騷擾信號。
16.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述信號分析模塊，具體用于分別將信號采集設備采集到的每個電磁瞬態騷擾信號處理成預定波形信號，并通過對處理后的每個預定波形信號進行小波分解和系數量化處理以濾除背景噪聲，以及在每個濾除了背景噪聲的波形信號中提取設定特征參數值。
17.如權利要求16所述的裝置，其特征在于，所述信號分析模塊，還用于針對每個波形信號，將在該波形信號中提取的設定特征參數值和標準電磁瞬態騷擾信號波形的設定特征參數值進行比較，若比較結果為誤差在規定范圍內時，則確定該波形信號為標準電磁瞬態騷擾信號，否則確定該波形信號為特殊電磁瞬態騷擾信號；所述信息輸出模塊，還用于將所述信號分析模塊確定出的標準電磁瞬態騷擾信號和特殊電磁瞬態騷擾信號輸出。
全文摘要
本發明公開了一種檢測電氣設備電磁瞬態騷擾信號的系統、方法及其裝置，其中系統包括信號采集設備，連接于待檢測電氣設備的電源回路，用于從待檢測電氣設備的電源回路中采集電磁瞬態騷擾信號；控制設備，用于對信號采集設備采集到的電磁瞬態騷擾信號進行處理分析，得到采集到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值；輸出設備，用于將控制設備得到的電磁瞬態騷擾信號的設定特征參數值輸出。實施本發明方案，可以解決現有技術中使用示波器對電氣設備電磁瞬態騷擾信號進行測量時，測量準確性和效率存在不足的問題。
文檔編號G01R31/00GK102928691SQ20121038225
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者劉振興, 曾楊, 于曉穎, 習可, 蘭征 申請人:中聯重科股份有限公司