傳感器應(yīng)用在智能電表上的案例

傳感器應(yīng)用盡管非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測技術(shù)在上世紀(jì)80年代左右就已問世，但在近幾年，才在智能電表上投入使用。在船舶或者建筑物中，每臺設(shè)備都會在通電后發(fā)生獨(dú)特的變化，只要把非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測傳感器，安裝在電網(wǎng)中任意一點(diǎn)，就能提取這些設(shè)備獨(dú)一無二的信息。

日前，美國海岸警衛(wèi)隊(duì)對他們的緝私艇進(jìn)行了一次不同尋常的檢查。從外表來看，“斯潘塞”號上的主發(fā)動(dòng)機(jī)似乎一切正常，但經(jīng)過最新研制的探測器掃描后，這臺裝備在美國海岸警衛(wèi)隊(duì)緝私艇上的發(fā)動(dòng)機(jī)卻暴露了它的問題：一組用來預(yù)熱設(shè)備的加熱器已經(jīng)壞了。當(dāng)船員們打開加熱器的金屬外殼后，發(fā)現(xiàn)電線已被腐蝕，電線上還冒著煙。

資料圖

麻省理工學(xué)院的斯蒂文·利布教授補(bǔ)充說，出問題的不止是加熱器，發(fā)動(dòng)機(jī)的絕緣層已經(jīng)有磨損和破裂的跡象，這很容易引發(fā)火災(zāi)。今年3月，利布教授在電氣與電子工程師協(xié)會旗下的《工業(yè)信息學(xué)會刊》上發(fā)表有關(guān)這套探測器的最新研究。利布說，“我們的探測裝置有能力探測多種電氣設(shè)備在一年以內(nèi)的連續(xù)變化，并且預(yù)估它可能出現(xiàn)嚴(yán)重故障的時(shí)間?！?/p>

這套探測儀之所以如此厲害， 全靠一種叫作“非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測”（NILM）的先進(jìn)技術(shù)。無論是在船舶或者建筑物中，大量設(shè)備常常是由單電源集中供電的，每臺設(shè)備都會在通電后發(fā)生獨(dú)特的變化，只要把非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測傳感器，安裝在電網(wǎng)中任意一點(diǎn)，就能提取這些設(shè)備獨(dú)一無二的“指紋”。基于這些信息，工程師就能判斷對應(yīng)設(shè)備的損耗情況。

據(jù)了解，盡管非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測技術(shù)在上世紀(jì)80年代左右就已問世，但在近幾年，才在智能電表上投入使用。

在海岸警衛(wèi)隊(duì)的緝私艇上，配套的探測系統(tǒng)會及時(shí)處理非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測的數(shù)據(jù)，然后反饋到艦艇控制部門的儀表板上。戴維·歐文是馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校電氣及計(jì)算機(jī)工程系的助理教授，他稱贊說，“這些研究人員做出了一套非常實(shí)用的工具。”

歐文還說，關(guān)于非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測技術(shù)的學(xué)術(shù)研究非常深?yuàn)W，利布教授的團(tuán)隊(duì)能進(jìn)一步聚焦社會的實(shí)際需求，成功將一種傳感器投入商業(yè)應(yīng)用，非常了不起。

還有一種類似的控制面板，能在設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)提醒管理者。這類設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)和軍事設(shè)施中都可以發(fā)揮重要的作用。利布說：“當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，診斷工作非常依賴監(jiān)測到的信息，而監(jiān)測信息也能預(yù)測設(shè)備可能發(fā)生故障的時(shí)間。”由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)了“斯潘塞”號的發(fā)動(dòng)機(jī)有部件損壞的問題，海岸警衛(wèi)隊(duì)可以在艦船停靠時(shí)及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行整修和更換。

無論是在巡邏艇，或者精煉廠、化工生產(chǎn)、建筑業(yè)中，設(shè)備損壞都有牽一發(fā)而動(dòng)全身的影響。一個(gè)部件出問題往往會拖累整套設(shè)備，進(jìn)而影響整個(gè)工作效率，造成大范圍的嚴(yán)重后果。這個(gè)傳感器的誕生，為提前預(yù)判電氣設(shè)備損壞提供了很大幫助。

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