電池健康狀態監測的案例
漢航Hunter Pad--基于Linux操作系統的健康狀態監測與故障診斷PHM有力工具
部分應用工況
健康狀態監測與預測及健康管理（PHM）系統已成為高端裝備、工業設備和生命支持系統“視情維修”的核心技術手段之一。通過漢航Hunter Pad對監測對象進行信號采集和數據分析，從而可實現故障的檢測、診斷、預測和管理，最終目標是實現從“計劃性維修”到“視情維修”的轉變，顯著提升各個行業的安全性、可靠性和經濟性。
1. 航空航天：
發動機健康管理：可通過Hunter Pad監測發動機的溫度、壓力、振動等關鍵參數，實時評估發動機的健康狀態，并可預測關鍵部件（如渦輪葉片）的剩余使用壽命，實現預測性維護，避免突發故障，保障飛行安全。
飛機機體健康管理：對機翼、機身等關鍵結構部位進行檢測，可判斷結構的應力、應變、裂紋和腐蝕情況。
2. 車輛交通行業：
乘用車故障診斷：采集發動機、電機、變速箱、電池（新能源汽車）、制動系統等核心部件的壓力、電壓、振動等數據，分析監測部件狀態，并提前預警。
列車運維：通過采集牽引變流系統、通風系統等關鍵核心系統的溫度、振動、電流等重要參數，實現故障預測和健康評估，能夠為故障處置提供重要依據，提升機車運行的安全性和可靠性，延長機車使用壽命。
3. 工業制造行業：
對關鍵旋轉設備開展預測性維護，能夠有效提高設備的可靠性，減少生產中斷，提高生產效率。
4. 能源電力行業
例如汽輪機、水輪機、風機、壓縮機、渦輪膨脹機、電動機和發電機、勵磁機、齒輪箱、水泵等
在能源電力等能源設施中，可使用Hunter Pad對發電機、變壓器、汽輪機、壓縮機等關鍵設備進行狀態監測和故障預測。通過監測設備的振動、溫度、電氣參數等，及時發現潛在故障隱患，提前安排維修，保障電力供應的穩定性。
5. 大型建筑設施
大型橋梁的健康監測中，由于橋梁結構復雜、監測點眾多，需要對橋梁的不同部位進行同步監測。
展開 全面解讀設備狀態監測
維護利器——設備狀態監測
設備狀態監測，即對運行中的設備的振動、噪聲、溫度、相對濕度、環境壓力等狀態參數實施定期或連續監測，并對有關參數加以分析，從而有效地對設備運行狀態進行系統自動監測分析或人工分析。
通過設備狀態監測，我們可以解決設備各種監控數據的復雜性，狀態動態變化帶來的不確定性，監控采樣的非連續性，以及與上層系統進行通訊集成等問題，滿足對部件疲勞程度診斷、機械摩擦磨損、機械沖擊、滾動軸承損壞、部件過熱等不同設備健康狀況問題的實時預警，避免發生事故，保障設備安全運行，而且還可以對故障加以預測，指導制定合適的維護計劃，幫助業主完全避免過度維修，節約大量設備維護成本。
通過設備狀態監控獲得的過程數據，也是設備總體效率(OEE)優化和工業物聯網(IIoT)實現的關鍵因素，是實現智能且靈活生產的基礎之一。據不完全統計，
在工廠通用設備監控應用中，這一技術通過監控機械零部件減少停機實際從而提升產率，可以為企業帶來生產率增加2%~40%;
在自動輸送帶應用中，這一技術通過識別并記錄不良部件進而精準控制維護周期，設備壽命可延長1~10倍，備件庫存減少10%~60%;
在沖壓設備和升降梯的監控應用中，可以減少突發性停機和耗能，能量消耗減少5%~15%，過程停機減少多達70%……。
展開 設備運行狀態監測系統的應用
河北云酷科技有限公司針對工業設備狀態監控管理中存在諸多問題，提出以信息技術賦能傳統管理業務的管理思路。基于物聯網技術，通過音頻傳感器實現設備音頻數據的遠程采集；利用信號解析技術，提取音頻數據關鍵指標信號；利用信號分析及AI神經網絡技術，實現設備運行狀態的遠程監測和設備故障的早期預警；同時輔以振動和溫度傳感器，使管理人員和作業人員隨時隨地掌握設備運行狀態，幫助企業用戶提升生產效率，保證生產安全，優化生產決策。
設備狀態監測系統創新點
1. 利用物聯網技術進行設備狀態監測。
基于物聯網傳感器的設備監測系統實現對設備運行狀態的遠程監測，提高設備運行的可靠性。
2. 利用聲音對設備故障告警和診斷。
到目前為止，發電行業的設備故障告警與診斷多數以振動監測為主。本系統將設備聲音作為設備故障預警與診斷的主要依據，與振動監測相比靈敏度更高，可遠程監聽，適應性廣，作用更大。
3. 使用機器學習和深度學習相結合技術作為分析工具。
目前已有的設備故障告警與診斷系統大多采用傳統的機器學習模式，不能適應不斷變化的生產環境，適應性不強。本系統采用機器學習技術，具有模型自主學習，自完善的能力，異常識別更加精準，提高設備穩定運行。
設備狀態監測系統功能
1. 綜合展現
查看設備的實時指標信息、AI分析結果、音頻數據曲線等狀態監控數據。用戶在關注某一具體設備的同時，可以通過“設備整體監測界面”查看本廠所有設備的相關信息。
2. 設備狀態診斷
系統會基于設備音頻數據、數值指標數據，基于后臺AI分析模型實時計算設備當前安全系數。當系統識別為設備狀態異常時，系統自動激活故障識別匹配算法，給出歷史故障的匹配結果。
3. 設備音頻分析
用于設備音頻監控指標的實時監聽、歷史對比、音頻可視化展現分析等業務。可將音頻解析為波形圖、頻譜圖、時譜圖等多種展現方式。
展開 設備狀態監測及故障預警技術介紹
制造業企業設備往往處于工況惡劣、不穩定、負載重、連續運行狀態，由早期故障發展而導致惡性事故頻頻，為了消除其故障隱患以避免安全事故發生，企業迫切需要新手段、新技術來實現故障的早期預警，防止惡性事故的發生。
目前設備狀態監測及故障預警若干關鍵技術可歸納如下：
（1）揭示設備運行狀態機械動態特性劣化演變規律。設備由非故障運行狀態劣化為故障運行狀態，其機械動態特性通常有一個發展演變過程。需揭示劣化過程及故障變化演變規律及發展特點，分析故障產生機理、發展原因和發展模式，構建劣化演變機械動態特性模型。
（2）提取設備運行狀態發展趨勢特征。在役設備往往具有復雜運行狀態，在長歷程運行中工況和負載等非故障因素會造成信號能量變化，故障趨勢信息往往被非故障變化信息淹沒，需較大程度上消除非故障變化造成的冗余信息，進而構建預測模型。若提取到敏感特征分量因子及模式，有望實現典型部件及部位分析。
（3）低信噪比微弱信號特征早期故障的信號處理。早期故障信息具有明顯的低信噪比微弱信號的特征，為實現早期故障有效分析，涉及方法包括：多傳感系統檢測及信息融合，非平穩及非線性信號處理，故障征兆量和損傷征兆量信號分析，噪聲規律與特點分析，以及相關數據挖掘、盲源分離、粗糙集等方法。
（4）故障預測模型構建。構建基于智能信息系統的設備早期故障預測模型，這類模型大致有兩個途徑，分別是物理信息預測模型以及數據信息預測模型，或構建這兩類預測模型相融合的預測模型。
（5）運行狀態劣化的相關評價參數、模式及準則。如表征設備狀態發展的參數及特征模式，狀態發展評價準則及條件，面向安全保障的決策理論方法，穩定性、可靠性及維修性評估依據及判據等。
展開 
狀態監測與振動測量的方向怎么選擇？
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設備狀態監測與振動測量
設備的狀態監測（condition monitoring）顧名思義就是對設備狀態的監測監控。目前廣泛使用的狀態監測參數主要包括溫度、振動、以及一些場合的噪聲。這些參數是被用以描述設備運行狀態的因子。其中振動作為信息量豐富，采集相對簡單等特點成為諸多狀態參數中使用最為廣泛的參數。
對于電機、齒輪箱等旋轉機械設備而言，設備的振動狀態監測十分常用，市場上各種狀態監測軟件功能齊備，振動信號的采集以及不同要求下的圖譜繪制功能豐富。設備工程師可以利用這些豐富的信息對設備運行狀態進行監控、評估甚至故障診斷。
利用振動信號對設備的狀態進行監控第一步就是振動信號的采集。且不說振動信號采集后的處理等環節，單獨就振動傳感器的布置大致就有水平、垂直、軸向等。
展開 工業設備狀態監測系統解決方案
隨著電廠規模的擴大，設備數量不斷增加，對運行標準的要求也日趨嚴格，提高設備的健康水平和使用壽命，對于保證電廠安全、降低運維成本具有重要作用。隨著物聯網技術、智能信息處理技術的發展，電力設備狀態監測系統在網絡的支撐下實現了設備運行狀態監測和設備故障報警，使管理人員和作業人員隨時隨地掌握設備運行狀態，保證設備安全穩定運行。
電力設備狀態監測系統簡介
基于物聯網技術，通過聲音傳感器采集設備的聲音數據，利用信號分析及AI技術，從中提取聲音特征值，實現設備運行狀態監測和設備故障報警。電力設備狀態監測系統原理框圖如圖所示。
電力設備狀態監測系統功能
1、綜合展現
通過3D模式直觀展現設備監測數據，包括無異常運行天數、異常未處理事件、月度告警及高發異常項。
2、設備監控
遠程監控設備運行狀態，集中展現聲音、振動及溫度等遙測數據，對設備異常信息給予告警提示。
3、運行參數監控
對設備所關聯的運行參數進行集中展現，包括測點編碼、測點描述、關聯設備、測點值等信息。
4、特征管理
利用信號分析及深度學習建立正常模型及故障模型，根據設備不同故障進行故障模型分類可查看故障名稱、原因及處理結果，輔助巡檢人員進行故障處理。
5、數據分析
對單設備的遙測數據及多設備間的遙測數據進行對比分析，提供設備運行狀態數據參考。
6、監測月報
根據設備狀態數據以及傳感器告警數據，定期自動生成設備運行記錄及報告。
電力設備狀態監測系統特點
1、利用物聯網技術進行設備狀態監測
基于物聯網架構，通過加裝傳感器實現對設備運行狀態的實時監測，提高設備運行的可靠性。
2、以聲音傳感器為核心的設備狀態持續監測
到目前為止，發電行業的設備故障預警與診斷基本上以振動監測為主。
展開 設備狀態監測可以解決什么問題
現代產業迫切需要采用保障在役設備安全運行的相關監測技術，基于該項技術揭示設備運行狀態的發展演變規律，實現早期故障預報，進而避免故障，特別是惡性事故發生。
云酷科技設備狀態物聯網聲學監控系統基于物聯網技術，通過聲音傳感器采集設備的聲音數據，利用信號分析及AI技術，從中提取聲音特征值，實現設備運行狀態監測和設備故障報警，使管理人員和作業人員隨時隨地掌握設備運行狀態，保證設備安全穩定運行。
設備狀態物聯網聲學監控系統功能
一、綜合展現
通過3D模式直觀展現設備遙測數據，包括無異常運行天數、異常未處理事件、月度告警及高發異常項。
展現全廠所有設備的健康狀態，包括安全運行天數、設備告警信息及安全設備占比。
二、設備監控
遠程監控設備運行狀態，集中展現聲音、振動及溫度等遙測數據，對設備異常信息給予告警提示。
三、運行參數監控
對設備所關聯的運行參數進行集中展現，包括測點編碼、測點描述、關聯設備、測點值等信息。
四、特征管理
利用信號分析及深度學習建立正常模型及故障模型，根據設備不同故障進行故障模型分類可查看故障名稱、原因及處理結果，輔助巡檢人員進行故障處理。
五、數據分析
對單設備的遙測數據及多設備間的遙測數據進行對比分析，提供設備運行狀態數據參考。
六、監測月報
根據設備狀態數據以及傳感器告警數據，定期自動生成設備運行記錄及報告。
設備狀態物聯網聲學監控系統在有關國計民生的許多部門重要裝備中的應用日益廣泛，將在提高設備安全可靠性、實現設備科學維修、提升設備信息管理水平、增加設備利用率、降低設備運行及維修成本等方面發揮愈來愈重要作用。
展開 往復壓縮機典型狀態監測方案
連續監測壓力填料溫度可以提供有用的填料故障信息，如異常磨損，冷卻不充分，潤滑不足。可對高和中壓填料軸封進行壓力填料溫度監測。
將RTD或TC盡量靠近填料安裝。通常，在填料外殼的邊緣將溫度探頭插入到殼體內進行測量，這是比較好的壓力填料殼體溫度測量方法。
活塞桿位置（Rod Position）
往復式壓縮機通常用滑動帶以減小氣缸套磨損和由于活塞與氣缸接觸帶來的損害。滑動帶的主要問題是當機器運行中，在活塞與氣缸接觸之前，產生多大的磨損時需要停機。
活塞桿位置(沉降/位移)監測模塊設計用于監測活塞桿相對于氣缸膛理想中心的位置。根據組態數據定義一個圓形的可運行區。根據此定義的可運行區，當活塞桿以任何方向距離氣缸壁距離過近，將生成報警或危急信號。
活塞桿位置監測系統連續監測十字頭松動，活塞桿彎曲和往復式壓縮機的每個氣缸的滑動區狀況。監測具有以下特點：
連續在線監測活塞桿移動的最大幅度和方向以及具有最大幅度時的曲柄角度，從而可以在必要時進行支撐環替換或十字頭維修以延長壽命。
氣缸壓力（Cylinder Pressure）
檢測往復式壓縮機整體運行狀況的最有效的方法就是監測氣缸壓力。對每個壓縮機氣缸的內部壓力進行在線監測，可以實現對氣缸壓力，壓縮比，尖峰活塞桿負荷以及活塞桿反向的連續監測，從而可以獲得吸氣閥，排氣閥，活塞環，填料軸封和十字頭銷的狀態信息。
氣缸壓力通過永久安裝在每個氣缸膛上的壓力傳感器進行監測。氣缸壓力和曲軸位置用于連續的狀態監測和性能計算。對每個連續監測點都可以分別進行報警和危急設定點設置。
閥門溫度（Valve Temperature）
吸氣和排氣閥通常是往復式壓縮機中維修率最高的部件。
展開 狀態監測和故障診斷方法
[local]狀態監測和設備故障診斷的教程ppt版
設備狀態監測系統可以解決什么問題？
云酷科技打破傳統的設備管理方式，運用物聯網技術、大數據、AI技術為企業實現全面智能化的設備管理提供強有力的手段，打造了設備巡檢可信、設備故障預警、設備管理可視的設備狀態監測系統，有效的解決了傳統企業設備安全管理的難題。
設備安全管理業務的行業痛點
1. 設備管理難
設備管理完全依靠人工記錄，很容易發生疏漏，造成管理損失，已經無法適應現代信息化建設的需求。
2. 停機損失重
生產設備日益機械化、復雜化，設備在生產中的作用和影響也隨之增大，生產過程對設備的依賴程度越來越高，設備故障停機，損失嚴重。
3.維保費用高
備品備件庫存成本、設備故障停機損失、設備維修費用等，導致設備維保管理成本居高不下，對企業資源造成嚴重浪費。
設備運行狀態在線監測系統可以給企業帶來什么好處？
1. 保障設備最優狀態
實時了解設備健康情況，音頻數據、振動數據、溫度數據實現故障狀態的早期識別，早期預警，防患于未然。
2. 降低運維成本
提升設備可靠性，減少非計劃停機；實現邊緣設備的遠程狀態感知與人工巡檢有效互補；優化備品備件管理，減少資金占用。
3. 提升檢修效率
提供全面的設備音頻、振動、溫度、設備維護與歷史故障數據，為維護方案提供一站式數據匯集。基于神經網絡模型自動識別故障類型，即時提供故障排查建議與維護方案，提高運維效率。
展開 基于電池熱導率測量的電池監測方法
來源 | Nature Communications
00
背景介紹
鋰離子電池是手機、電動汽車等產品的核心儲能器件。特定運行工況（如極端溫度和倍率）容易造成電池的過早衰減和熱安全問題。深入理解真實世界的電池衰減是提升實際應用中電池壽命、安全性及可靠性的關鍵，依賴于先進的電池傳感技術。多種傳感信號已被用于電池監測，如溫度、壓力、電化學、聲學及光學等，然而，大多數現有傳感技術具有復雜、嵌入式和定性的特點，難以用于長期獲取商業電池的定量衰減信息。
02
成果掠影
近期，南方科技大學曾玉強助理教授課題組在電池傳感領域取得新進展，建立了電池衰減相關的熱導率模型，將電池熱導率作為電池衰減的定量監測指標，提出了一種非嵌入式的電池衰減定量評估手段。在前期工作中，團隊以電極熱導率為傳感信號，基于電極熱導率和鋰離子濃度之間的定量關系，量化了電極厚度方向的熱導率和鋰離子濃度的空間分布。在此基礎上，團隊利用電池熱導率對電池結構變化的強依賴性，將其作為電池衰減的定量指標。根據團隊建立的電池熱導率模型，電池的兩種主要衰減機制對其熱導率有著相反的影響：析鋰會降低負極顆粒與隔膜之間的緊縮熱阻而提高電池熱導率，電解液消耗則會降低流體部分的有效熱導率而降低電池熱導率。基于電池熱導率模型，團隊開發了熱傳感方案，用于電池衰減的非嵌入式監測和定量評估。該方案由電池熱導率模型標定和熱導率實時測量兩部分組成。概念驗證研究表明，由實時測量的熱導率變化及趨勢，可以反推電池衰減源的演變過程，進而定量區分鋰沉積以及與副反應和鋰沉積相關的電解液消耗。以不同熱管理條件下的電池快充為例，高溫抑制了鋰沉積導致的電池衰減，但加速了電解液的消耗，兩種衰減機制之間的平衡決定了電池的最佳運行溫度。
展開 
【分析】電力系統主變壓器檢修及設備狀態監測
我們通過一些設備，才用科技手段，對其進行一系列科學的監測，由此收集到主變壓器正在運行狀態時的數據參數，并進一步整理、運算、分析，通過分析得到的結果便是推斷電力設備在接下來的某個限定的工作日里的運行狀態和設備本身的健康狀況的主要依據。
同時，通過對這些數據的分析，我們還可以及時發現主設備的一些微小故障，進而以最快速度做出針對性的維修。
由此我們知道，電力系統主變壓器檢修及設備狀態監測工作屬于一種集預防和治理為一體的綜合處理手段，由此可以在減少不必要的經濟損失的基礎上，保證一個正常、穩定、高效的國家經濟建設，保證公民的正常生活。雖然在此處，我們主要對電力設備狀態監測、電力設備故障診斷以及電力設備檢修決策三項主變壓器狀態檢修進行介紹。但作為電力系統穩定發展的前提，對于電力主變壓器檢修和狀態監測還要做到另外兩種檢修，即定期檢修和狀態檢修。
展開 工業設備狀態監測系統解決方案詳細分析
如何低成本、高效率的實現設備狀態遠程監控，實現故障風險的早期識別，將事故隱患消滅在萌芽狀態。將設備管理工作由“被動應對”提升為“主動干預”實現主輔機設備的預測性維護，對于降低設備維護成本，保證設備運行安全以及提升工業企業整體經濟效益都有著非常重要的現實意義。
云酷科技設備狀態監測系統針對工業設備狀態監控管理中存在諸多問題，提出以信息技術賦能傳統管理業務的管理思路。基于物聯網技術，通過音頻傳感器實現設備音頻數據的遠程采集；利用信號解析技術，提取音頻數據關鍵指標信號；利用信號分析及AI神經網絡技術，實現設備運行狀態的遠程監測和設備故障的早期預警；同時輔以振動和溫度傳感器，使管理人員和作業人員隨時隨地掌握設備運行狀態，幫助企業用戶提升生產效率，保證生產安全，優化生產決策。
設備狀態監測系統創新點：
1.利用物聯網技術進行設備狀態監測。基于物聯網傳感器的設備監測系統實現對設備運行狀態的遠程監測，提高設備運行的可靠性。
2、利用聲音對設備故障告警和診斷。到目前為止，發電行業的設備故障告警與診斷多數以振動監測為主。本系統將設備聲音作為設備故障預警與診斷的主要依據，與振動監測相比靈敏度更高，可遠程監聽，適應性廣，作用更大。
3、使用機器學習和深度學習相結合技術作為分析工具。目前已有的設備故障告警與診斷系統大多采用傳統的機器學習模式，不能適應不斷變化的生產環境，適應性不強。設備狀態監測系統采用機器學習技術，具有模型自主學習，自完善的能力，異常識別更加精準，提高設備穩定運行。
展開 工業設備運行狀態在線監測系統,你了解嗎？
現代產業迫切需要采用保障在役設備安全運行的相關監測技術，基于該項技術揭示設備運行狀態的發展演變規律，實現早期故障預報，進而避免故障，特別是惡性事故發生。
云酷科技設備狀態物聯網聲學監控系統基于物聯網技術，通過聲音傳感器采集設備的聲音數據，利用信號分析及AI技術，從中提取聲音特征值，實現設備運行狀態監測和設備故障報警，使管理人員和作業人員隨時隨地掌握設備運行狀態，保證設備安全穩定運行。
設備狀態物聯網聲學監控系統功能
一、綜合展現
通過3D模式直觀展現設備遙測數據，包括無異常運行天數、異常未處理事件、月度告警及高發異常項。
展現全廠所有設備的健康狀態，包括安全運行天數、設備告警信息及安全設備占比。
二、設備監控
遠程監控設備運行狀態，集中展現聲音、振動及溫度等遙測數據，對設備異常信息給予告警提示。
三、運行參數監控
對設備所關聯的運行參數進行集中展現，包括測點編碼、測點描述、關聯設備、測點值等信息。
四、特征管理
利用信號分析及深度學習建立正常模型及故障模型，根據設備不同故障進行故障模型分類可查看故障名稱、原因及處理結果，輔助巡檢人員進行故障處理。
五、數據分析
對單設備的遙測數據及多設備間的遙測數據進行對比分析，提供設備運行狀態數據參考。
六、監測月報
根據設備狀態數據以及傳感器告警數據，定期自動生成設備運行記錄及報告。
設備狀態物聯網聲學監控系統在有關國計民生的許多部門重要裝備中的應用日益廣泛，將在提高設備安全可靠性、實現設備科學維修、提升設備信息管理水平、增加設備利用率、降低設備運行及維修成本等方面發揮愈來愈重要作用。
展開 心率血氧健康監測耳機的工作原理
App可將數據發送往云端，利用“云端”大數據分 析技術提供更多信息，例如血壓趨勢、呼吸頻率、心率變異性等人體健康指數。
心率和血氧飽和度作為人體健康參數的重要指標，實時監測兩者的動態變化，能夠為預防疾病的發生提供一份科學保障。集成到耳機上，心率傳感信號接收芯片可跟蹤運動時刻，運動心率監測，靜態對脈搏波進行連續監測，波形分析，數據比對，可以實現心腦血管疾病預警功能。
人體耳廓內部有著豐富的毛細血管，由頸內動脈系統垂直沿著耳道區域運行，毛細血管系統貫穿耳屏和耳垂。而且由于耳部的皮膚相對比較薄，減少了皮膚非血液組織對光束的穩定吸收，使光強度損失較低，提高了采集信號的信噪比。
另外，佩戴耳機后，心率傳感信號接收芯片會與耳廓緊密貼合。即使人們從事各種運動時，耳朵位置也保持相對穩定。因此在這個位置采集信號抗干擾性能強，穩定度高，并且方便攜帶。
這里小編推薦一款由工采網代理一款應用在監測耳機上的臺灣旺泓穿戴心率傳感器芯片，又稱心率傳感信號接收芯片 - PD-S488FM-LH12，大部分可穿戴設備采用光電容積脈搏波描記法(PPG)來測量心率及其他生物計量指標。PPG 是一種將光照進皮膚并測量因血液流動而產生的光散射的方法。該方法非常簡單，光學心率傳感器基于以下工作原理：當血流動力發生變化時，例如血脈搏率(心率)或血容積(心輸出量)發生變化時，進入人體的光會發生可預見的散射。
心率傳感信號接收芯片 - PD-S488FM-LH12使用四個主要技術元件來測量心率：
1、光發射器 — 通常至少由兩個光發射二極管(LED)構成，它們會將光波照進皮膚內部。
2、光電二極管和模擬前端(AFE) — 這些元件捕獲穿戴者折射的光，并將這些模擬信號轉換成數字信號用于計算可實際應用的心率數據。
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