李浩然 呂延森

摘 要： 作為能源學中一個重要的衡量指標，能量算子經(jīng)常被用在煤礦機電設備的故障診斷中。也因為能量算子的算法準確度高，錯誤率小，可以節(jié)約大量的人力物力財力，所以在煤礦機電設備領域的應用十分廣泛。特別是在設備的故障診斷中，幾乎每一次的診斷都是依靠能量算子。根據(jù)能量算子的各種圖像和數(shù)據(jù)進行診斷，得到的信息量是非常大的，可以很好的對出現(xiàn)的問題進行分析和診斷。

關鍵詞： 能量算子；煤礦機電設備；故障診斷；問題分析

【中圖分類號】 TD712 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2018）14-0284-02

0引言

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，能源早已成為現(xiàn)代社會最受關注的主題之一。在很長的一段時間里，煤礦是能源的主要來源，而且在以后的很長一段時間里也會是這樣。那么煤礦機電設備的質(zhì)量就與人們的生活生產(chǎn)緊密相關，科學技術的快速發(fā)展為我們診斷煤礦機電設備的故障和對其進行維修、檢測帶來了極大的便利，提供了很多的途徑。利用現(xiàn)代技術，原本很難分析的數(shù)據(jù)可以變得十分簡單，甚至可以從數(shù)據(jù)庫中查找出來，這對于工作效率和資源利用率的提高也有著十分重要的意義。本文從能量算子的角度來進行討論。

1機電設備健康與檢修

機電設備是在工程領域中必不可少的生產(chǎn)工具。機電設備的健康與否對于能否順利完成工作有著十分重要的意義。作為制造重要能源的工具，煤礦機電設備在人們的生產(chǎn)生活中所占據(jù)的權重很大，由此可見，我們應該對煤礦機電設備的健康問題足夠重視。在現(xiàn)階段的企業(yè)生產(chǎn)運作中，煤礦機電設備的運行時間很長，幾乎是不間斷的，但是用的時間久了設備就會出現(xiàn)問題。如果設備出現(xiàn)了問題而沒有得到及時的解決，就很有可能在使用過程中出現(xiàn)故障，進而造成很嚴重的后果，這不僅是對企業(yè)生產(chǎn)的重大打擊，更是對工作人員和企業(yè)信譽的嚴重威脅，所以，企業(yè)應該對煤礦機電設備的健康足夠重視。首先，從來源處講，生產(chǎn)煤礦機電設備的廠家有很多，但是每個廠家的質(zhì)量和價格都不盡相同。在選擇煤礦機電設備的生產(chǎn)廠家時，要先進行實地考察，確保生產(chǎn)環(huán)境的嚴格和過程的嚴謹，生產(chǎn)廠家要具備相關部門的生產(chǎn)證書和質(zhì)量許可證。進行購買時，要從自己需要的煤礦機電設備的具體要求和生產(chǎn)環(huán)境出發(fā)，選擇質(zhì)量最好的煤礦機電設備。這一項的預算一定要足，不能因為想要節(jié)約錢財就放棄最好的設備而選擇差一點的設備。這不是資金的問題，而是安全的問題。越差的煤礦機電設備越容易出現(xiàn)故障，而且使用壽命會短很多。如果選擇了較差的煤礦機電設備，一旦出現(xiàn)問題，不僅會影響企業(yè)的生產(chǎn)活動，而且會對企業(yè)的信譽和工作人員的生命安全構成嚴重威脅。這樣的損失并不是資金能夠挽救的。在這一方面，政府和企業(yè)都要足夠重視，企業(yè)要定期給工作人員做專業(yè)培訓，保證工作人員的知識儲備和工作經(jīng)驗，不能讓工作人員落后于時代的發(fā)展。政府要不定期的派相關部門對生產(chǎn)廠家進行抽查，保證生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)環(huán)境和過程，對于產(chǎn)品的檢查要細致，保證產(chǎn)品的合格率。進行在選擇了設備之后進行安裝時，一定要由專業(yè)人員來做。煤礦機電設備是復雜的大型煤礦機電設備，比簡單的小型煤礦機電設備的安裝要難很多，所以一定要符合規(guī)范。在煤礦機電設備投入使用后，一定要定期安排檢修人員對煤礦機電設備進行檢查。政府也要不定期派相關部門的人員進行檢查。在工程中，沒有一個問題是小問題，任何不起眼的問題都可能是一個大故障的表現(xiàn)。所以一旦出現(xiàn)問題就要馬上解決，片刻的延誤都可能會導致嚴重的后果。企業(yè)不能依賴于在政府的檢查中發(fā)現(xiàn)問題，鑒于此，企業(yè)應該成立一個健全的質(zhì)監(jiān)部門，由這個部門負責煤礦機電設備的檢查。發(fā)現(xiàn)問題后及時分析問題，然后設計解決方案來排除問題。由于煤礦機電設備的復雜性和重要性，質(zhì)監(jiān)部門的人員一定要有高度的責任心和專業(yè)技能水平，也要有一定的相關經(jīng)驗和心理素質(zhì)，遇到突發(fā)情況時能夠從容地面對。企業(yè)也要逐步的成立一個煤礦機電設備健康管理系統(tǒng)，也就是建立在網(wǎng)絡平臺上和理論事實基礎之上，進行對設備的各方面管理，目的是減少煤礦機電設備出現(xiàn)問題，提高問題分析的能力和速度。其實煤礦機電設備的健康就像人的健康一樣，要勞逸結合，不能一直勞動，過猶不及，勞動的太多對身體造成的危害是很大的。由己及人，在生產(chǎn)中，企業(yè)可以多購進幾臺煤礦機電設備，在一臺設備使用了一定的周期后就讓這臺設備休息一段時間，換用其他的設備，對機器實行“輪班制”。雖然購買多余的煤礦機電設備需要一定的資金，但是，從長遠處來看，這種“輪班制”可以很大程度的減少每一臺煤礦機電設備在使用過程中受到的磨損，減少煤礦機電設備出現(xiàn)故障和問題的概率，從而延長每一臺煤礦機電設備的使用壽命。這種做法可以減少用于對煤礦機電設備進行檢修的資金流出，也不失為一種有效的提高產(chǎn)率和資源利用率的生產(chǎn)辦法。

2煤礦機電設備故障診斷和問題分析的方法

由于與能量有著十分密切的關系，所以在進行煤礦機電設備的故障診斷和問題分析時，經(jīng)常需要用到物理和數(shù)學方面的知識。之前由于知識的欠缺，進行煤礦機電設備的故障診斷和問題時總是無從下手，而且考慮的不周全，工作人員也欠缺相關的工作經(jīng)驗，所以之前的故障診斷和問題分析常常不準確，甚至得到錯誤的結果。能量算子的引入很好的解決了這一問題。能量算子使煤礦機電設備中的故障分析和問題分析變得簡單，工作人員利用能量算子進行比之前少很多的計算就可以得到準確度更高的結果。能量算子是一個很好的用來計算和分析的輔助工具，因為利用能量算子得到的數(shù)據(jù)和圖譜可以提供非常大的信息量，比如能量算子的解調(diào)頻譜，峰值可以反映出很多問題。能量算子的各種活動和圖像都可以成為故障診斷和問題分析的依據(jù)。能量算子的用處和用法非常之多。下面介紹幾種能量算子的相關算法和相關概念。

2.1能量算子算法。

能量算子為了方便計算引入的一種數(shù)學算子，最初引入能量算子的目的就是為了方便科學研究者進行計算和分析。能量算子是用來分析和跟蹤能量的，所以又可以稱其為非線性能量跟蹤算子，它可以將能量的蹤影捕捉的十分完美。引入了這個強有力的計算和分析工具后，相關人員進行煤礦機電設備的故障診斷和問題分析就簡單和方便了許多。使用能量算子進行分析和診斷時，要先得到礦用機電設備的連續(xù)信號的能量算子沙，常用的是方法是使用加速度傳感器來進行獲取，除此之外，根據(jù)具體的環(huán)境、設備和目標產(chǎn)物的不同，使用的工具也會不同。振動信號的位移公式是已知的，再加上振子的質(zhì)量，就可以根據(jù)已有的相關物理公式進行計算分析，得到振動信號的能量變化情況。根據(jù)振動信號的能量變化情況，與標準情況進行對比，就可以分析診斷出煤礦機電設備是否出現(xiàn)了問題和故障、哪里出現(xiàn)了問題或故障。可以說能量算子的引入大大降低了煤礦機電設備的故障診斷和問題分析的難度，是能源行業(yè)的一個重大革新。技術的發(fā)展永遠不會停止，只會越來越好，發(fā)展也會越來越快，所以煤礦機電設備的故障診斷和問題分析也會越來越簡單和方便。

2.2能量算子應用于尖峰能量法實現(xiàn)礦用機電設備。

在利用能量算子對煤礦機電設備進行故障診斷和問題時，需要先進行一系列的實驗來得出數(shù)據(jù)，再對數(shù)據(jù)進行分析。實驗的過程必須足夠嚴謹，因為實驗得出的數(shù)據(jù)要進行分析，哪怕只是一個小數(shù)點的變化都可能引起結果的嚴重錯誤，所以實驗的過程一定要在專業(yè)的實驗室和設備的條件下進行，實驗人員本身也要具有相當?shù)膶I(yè)知識儲備和相關設備的操作經(jīng)驗，這樣才能保證實驗過程的嚴謹和實驗結果的準確性。為了方便問題分析和故障診斷，可以進行大量的仿真模擬實驗，人為地制造出故障和問題，利用能量算子進行故障診斷和問題分析，將實驗過程和實驗結果記錄下來，形成數(shù)據(jù)庫。煤礦機電設備出現(xiàn)問題時，先從數(shù)據(jù)庫中查找資料，如果有相匹配的就可以直接解決問題，不需要每次都進行能量算子實驗，這樣就為煤礦機電設備的問題分析和故障診斷降低了不小的難度，也節(jié)約了大量的人力物力財力，將節(jié)約下來的人力物力財力用到其他的工作上面，可以大大的提高工作效率和資源的利用率。

2.3能量算子的共振解調(diào)法在煤礦機電設備領域的應用。

每一次利用能量算子進行實驗都會得到一個相應的共振解調(diào)圖，這個共振解調(diào)圖為煤礦機電設備的故障診斷和問題分析提供了極大量的信息。根據(jù)共振解調(diào)圖中的頻譜信號可以得到相應的二倍率。煤礦機電設備在使用過程中會受到一定的沖擊，共振解調(diào)圖可以通過改變振動頻率判定煤礦機電設備的存在故障和問題的部位。同時再參考井下作業(yè)現(xiàn)場傳給地面監(jiān)測服務器的數(shù)據(jù)進行有效的故障判斷。

2.4能量算子解調(diào)頻譜。

能量算子的解調(diào)頻譜有峰值，但是由于煤礦機電設備的種類和功能不同，使用情況也不同，所以出現(xiàn)峰值的位置也會不同，但是可以確定的是，峰值代表的是煤礦機電設備出現(xiàn)故障和問題的頻率，峰值越大，煤礦機電設備出現(xiàn)故障和問題的頻率也越高。這種方法在工程中的利用率很高，然而美中不足的是，通過能量算子解調(diào)頻譜雖然可以看出煤礦機電設備是否出現(xiàn)了問題和故障，但是不能真正的判斷出是哪一種或哪一類問題和故障，也不能知道是煤礦機電設備的哪個部位出現(xiàn)了問題或故障。使用能量算子解調(diào)頻譜的辦法仍然需要相關人員再次進行實驗或分析。要解決這個問題，依然需要進行大量的模擬實驗，實驗室和設備需要和真實的生產(chǎn)情況相同，這樣才能夠保證實驗結果的準確性，實驗人員要有高度的責任心和專業(yè)知識儲備，在實驗的過程中，一定不能只有實驗人員，要有檢查人員在里面負責觀察，不能讓實驗結果出錯。

3能量算子在煤礦機電設備的故障診斷方面的問題和發(fā)展前景

能量算子的引入對于煤礦機電設備的故障診斷和問題分析有著十分積極的影響，但是同時也存在著一些問題。

3.1能量算子在煤礦機電設備的故障診斷方面的問題。

能量算子在工程領域的應用十分廣泛，特別是在與能源相關的領域。能量算子在煤礦機電設備的故障診斷和問題分析上的應用已經(jīng)算是重要革新，然而還存在著一定的問題。首先，要想應用能量算子，利用能量算子對數(shù)據(jù)進行分析研究，需要具備及其深厚的物理和數(shù)學知識儲備，這一點很難做到。單從這一點來看，這個行業(yè)是缺乏人才的。現(xiàn)在很多人會選擇相對更輕松的專業(yè)進行學習，而如果選擇了相關的專業(yè)，能否學好也是個問題。要想學好晦澀難懂的數(shù)學和物理，需要一個人有極大的耐心和品質(zhì)，這絕對不是能夠輕易做到的。所以，能量算子在煤礦機電設備中的故障診斷和問題分析能否繼續(xù)深入下去也需要我們深思。

3.2能量算子在煤礦機電設備的故障診斷方面的發(fā)展前景。

能量算子在煤礦機電設備的故障診斷方面存在一些問題，但前途并不是不光明。雖然這一方面的知識儲備很少有人能夠達到，但是能夠耐得住寂寞的人也有不少。有人喜歡熱鬧，不愿意去往深處鉆研知識。也有人能夠沉淀自己，在知識的領域不斷鉆研。這樣的人一定可以為能量算子的應用做出巨大的貢獻。另外，國家和政府也要對這一方面提起重視。一旦國家和政府對這一方面的重視度提高，積極倡導相關專業(yè)的就業(yè)，提高專業(yè)福利，這樣就會有更多的人對這個方面重視起來。這樣一來，這一方面就會有很大的發(fā)展。人才是發(fā)展的動力，相關的人才越多，這一領域的發(fā)展就會越快。

4結束語

在發(fā)展的大潮中，任何事物都會得到相應的發(fā)展，煤礦機電設備也是一樣。能量算子被引入到煤礦機電設備的問題分析和故障診斷中這一動作，是一個重要的改革，大大降低了煤礦機電設備的故障診斷和問題分析的難度和工作量，節(jié)約了大量的人力物力財力，這不僅提高了工作效率，也大大提高了資源利用率。將各種先進技術結合到一起進行應用，一定可以使工作更加簡單。

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作者簡介：李浩然，1989年12月，男，漢族，內(nèi)蒙古赤峰人，助理工程師。