[发明专利]一种采用电路信息融合的故障诊断系统及其实现方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电子设备故障信息的检测与诊断，特别涉及一种在电路运行过程中通过检测和融合元件的多路传感信息对其进行故障诊断的系统及其实现方法。

背景技术：

如今，在以集成电路为核心的现代微电子电路中，由于设备的规模越来越大，性能及构成也更加复杂，设备中任何一个元器件的故障都可能导致部分功能失效或整个设备失灵。所以，伴随着电子技术的发展，电子电路集成化程度日益提高，对电子电路的可靠性、可维修性和自动故障诊断的要求也日益迫切，电子设备故障诊断方法与装置的研究在航空航天电子设备及武器系统等领域有重要的意义。

然而电子设备的故障检测与定位，一直是一个十分复杂困难的工作。特别是模拟电路故障诊断，常规方法是故障字典法，通过单传感器测试电路元件的关键点的电压或电流信号，然后与正常工作状态数值比较，判断器件是否故障。但此种方法故障定位准确率低，原因是在不少情况下，电路中某元件出现故障后，不仅其本身输出信号失真，而且影响与之相连的其它正常元件的功能，同样也使它们的相关信号失真，也就是说电路前后元件相互影响，如果直接测试待诊断元件的电压或电流信号，难以准确判断是否有故障。

在已知的现有技术方案中，如在松下电器产业株式会社专利号为97122481.1的公开内容中，利用电路元器件的电压信号测试来定位故障发生地，该方案就存在故障模式相互影响，故障器件定位准确率较低的缺点。另外，在广东省电力工业局实验研究所03114324.5专利所公布的方案中，故障诊断的对象是电机，它通过单传感器测试电机的电流信号来判定电机的不同故障类型，由于是单传感器故障检测，同样存在故障诊断准确率不高的问题。由此可见单传感器故障诊断普遍存在故障诊断准确率较低的不足。

相比较而言，多传感器信息融合技术提供了一条崭新的途径。其主要是采用多维信息处理方式，将信息融合技术引入电子电路的故障定位之中，从而准确搜寻出故障元件。而目前在这一技术领域，还没有比较完备可行的相应技术。

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一种采用信息融合的故障诊断系统。

本发明的第二个目的是提供应用上述系统的实现方法。

上述发明所采用的技术方案，其核心是将信息融合技术引入电子电路的故障定位之中，通过测试电子电路工作时电子元件的温度和关键点电压两方面的数据信息，并利用D-S证据理论对信息进行有效的融合，从而准确搜寻出故障元件。

本发明所述的一种采用信息融合的故障诊断系统，该系统包括具备测试电路元件关键电压并进行预处理功能的电压信号采样装置、具备测试电路元件的温度信号并进行预处理功能的温度信号采样装置以及能对接收到的电压和温度信号进行信息融合处理，给出综合故障诊断结果的故障诊断装置；所述电压信号采样装置的信号输出端通过串行接口连接故障诊断装置；所述温度信号采样装置的输出端通过USB接口连接故障诊断装置。

上述系统中的电压信号采样装置包括有电压数值显示窗口、RS232串行通信口、探针、信号放大滤波模块、A/D转换器和电源开关；待诊断电路元件的关键电压通过探针接到信号放大滤波模块，再进行A/D转换，同时进行数值窗口显示，在通信驱动程序控制下，通过RS232串行通信口向故障诊断装置传送电压测试值。

上述系统中的温度信号采样装置包括有温度数值显示窗口、USB通信口、热像仪、信号放大滤波模块、A/D转换器和电源开关；将热像仪对准各个待诊断电路元件，得到温度信号，再进行放大滤波模块、A/D转换处理，同时进行数值窗口显示，在通信驱动程序控制下，通过USB通信口向故障诊断装置3传送温度测试值。

上述系统中的故障诊断装置包括有温度数值显示屏、RS232串行通信口、USB通信口和电源开关；它主要控制其与电压信号采样装置和温度信号采样装置的数据通信，实现温度和电压信号的模糊处理，进行D-S信息融合处理及故障元件判定。

另外，上述系统在实现过程中所采用的方法，该方法具体内容为：

1)采用电压信号采样装置采集待诊断电路元件关键电压信号；采用温度信号采样装置(红外热像仪TH7700)采集待诊断电路元件工作温度信号；

2)在电压信号采样装置中，对电压信号进行放大、滤波预处理；在温度信号采样装置中，对温度信号进行放大、滤波预处理；