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将机器的机械图像信息拾取并处理，与人们掌握的机器在各种状态下的标准图像进行比较，对机器状态进行识别、预测和监视，找出机器缺陷的部位、程度和发展趋势，以便采取相应措施，保证机器正常运行。机械故障诊断分为无损探伤和在线监测。
无损探伤
在不破坏机器零件有用性的情况下，应用物理原理对零件的缺陷进行探测的技术。一般是在停机状态下进行。几种有效的方法有视觉检查、辐射照相、超声波探伤、磁性探伤、红外探伤和电无损探伤等。
视觉检查
借助光学仪器或着色剂检查零件表面缺陷。使用内孔检测仪、光导纤维探头等检查零件内表面。采用液体着色渗透查明零件表面裂纹。还可用全息照相术检查表面。
辐射照相术
利用穿透性辐射的吸收和散射，检测零件内部的裂缝、气孔和夹渣等缺陷。常用射线有x射线、γ射线和中子。
超声波探伤
大多数金属有良好的弹性，能容易地传递超声波(频率为2×104～2×109Hz)，超声波碰到裂缝就由于声学上的失谐而散射或反射。利用这个原理探测出零件内部的微小缺陷。常用方法有敲击声测试、回波脉冲、穿透传输和共振测量等。
磁性探伤
气孔、裂纹和夹渣等破坏了材料的均匀性，磁性材料的不均匀性会在其感应磁场内产生畸变。利用这种特性使不规则的微裂励磁，以查出缺陷的大小和部位。磁性探伤的基本磁化方法有电流通过磁化法、感应式磁通法、感应式穿棒法、感应式磁化线圈法和感应电流法五种。
红外探伤
温度梯度的不正常反映了零件中存在的缺陷，利用红外辐射检测出零件的温度和温度分布，从而查出存在的缺陷。该法对金属、陶瓷、塑料、橡胶等各种材料中的裂缝、孔洞、异物、气泡、截面异变等缺陷均可进行探查。
电无损探伤
缺陷附近材料的电性能与完好材料不同，因此可以利用电效应来探测零件缺陷。常用方法有电阻测量法、电容测量法、涡流电流测量法、摩擦起电效应传感法、热电效应传感法和静电场标识法等。该技术适用于确定金属轴承衬里的缺陷、双金属带的开裂、损坏的绝缘层以及类似的缺陷。
在线监测
机器在运行过程中，零部件必然受到力、热、摩擦磨损等各种物理作用，使其运行状态发生变化。伴随上述物理现象，产生相应的振动、噪声、温度、应力和磨屑等“二次效应”。在机器运行条件下拾取这些“二次效应”信号并进行信息分析处理，据此对机器的状态和发展趋势作出判断和预测，确定机器维修的时间、方式和需要更换的零部件。按所拾取的信号特征，在线监测分为振动和噪声监测、磨损残余物监测、温度监测和声发射监测等。
振动和噪声监测
测定机器的振动和噪声强度并分析其频率结构。根据振动和噪声强度判断机器的故障程度。国际标准化组织(ISO)对各类机器制定了振动强度判断的推荐标准。机器各零部件都有其特定的故障频率，分析振动和噪声的频率结构可以判断出机器故障的部位、原因和严重程度。
磨损残余物监测
轴承、齿轮、活塞环和缸套等机器零件在运行过程中的磨屑可以在润滑油中找到。对润滑油样进行分析，测定油样中磨损残渣的数量和粒度分布，由此判断机器零件磨损的类型、程度，预测机器的寿命。常用方法有油样光谱分析、油样铁谱分析和磁塞检查法等。
温度监测
机器零件在运行过程中发热是一种普遍的物理现象。根据温度和温度分布的变化情况判断机器的状态。温度监测可以采用热电偶测温和红外热象测温。
声发射监测
金属材料受到应力使其内部裂纹发生和发展，就要释放弹性波，这种现象称为声发射。用传感器拾取该弹性波并进行分析处理，就能检测出裂纹的大小和部位。
文章源自 机械磨损状态在线监测仪：http://www.hanqin-tech.con.cn/
