CN107003354B

CN107003354B - 适用于识别故障存在、有故障的中继装置、故障类型的方法及其相关供电***

Info

Publication number: CN107003354B
Application number: CN201580054092.4A
Authority: CN
Inventors: 弗雷德里克·博卡盖
Original assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Current assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: US10274540B2; CN107003354A; EP3201641B8; US20170219654A1; EP3201641A1; FR3026490B1; WO2016050745A1; EP3201641B1; FR3026490A1

Abstract

本发明涉及一种适用于识别在待供电装置的供电***中的中继装置是否存在故障存在的方法，所述供电***包括能够产生电源信号的至少一个发电机以及包括至少一个中继装置的负载；所述发电机包括调频器；每个中继装置都包括四极子以及连接着所述四极子的至少一根天线。识别方法包括以下步骤：a)选择(52)特征频率，b)然后，确定(54、56、58)在供电信号具有所选的特征频率时的负载阻抗，c)针对多个不同的特征频率重复(60)步骤a)和步骤b)，d)根据针对不同特征频率所确定的多个阻抗来识别是否存在故障。

Description

适用于识别故障存在、有故障的中继装置、故障类型的方法及其相关供电***

技术领域

本发明涉及一种适用于识别在供电***中有故障的中继装置的方法，所述供电***适合通过在发电机、至少一个中继装置以及待供电设备之间传输电力信号来向装置供电。该方法使之能够识别出中继装置是否有故障并在预定数量的典型故障中识别出故障类型。如果供电***包括多个中继装置，则根据本发明的方法使之能够识别出哪个中继装置有故障。

这种供电***例如可用于向诸如飞机或火车这类客运交通工具中的压力传感器供电。

背景技术

现有很多识别是否存在故障的方法。

一种已知的适用于识别有故障的中继装置的方法包括将有源元件加入各种中继装置中。这些有源元件进行故障自诊断并将该信息传送至处理器。

采用这种方法需要地勤人员定期(例如，每次中途停留时)检查向这些有源元件供电的电池是否带电，以便需要时对其进行充电。这种确认方法成本高昂而且还会增加飞机的地面周转时间。采用这种方法还需要安装复杂的电子装置(至少需要安装电源和处理电路)，所述电子装置在机械一体化(有限空间)、可靠性(由于附加电子装置而降低了设备可用性)以及附加电子装置的耐温性方面都存在问题。

另一种已知的适用于识别有故障的中继装置的方法包括测量从处理器输出到待供电装置的信号的电流振幅和电压振幅。将电压振幅与最大电压阈值和最小电压阈值作比较。同样，将电流振幅与最大电流阈值和最小电流阈值作比较。这些比较用于确定哪个中继装置有故障。

该方法也具有局限性。

首先，该方法对所采用的电缆特性十分敏感，尤其是对其长度高度敏感。但是，由于零件的制造公差使得一架飞机与另一架飞机的电缆长度不同或者在装置之间的电缆长度不同，其相差的数量足以导致检测到不存在的故障，或者，与其相反，在更危险的情况下，难以检测到故障的存在。此外，如果飞机制造商在确定了阈值之后决定改变电缆的直径和/或长度或者移动第一个中继装置，那么这些最大阈值和最小阈值则不再正确，必须再次重新确定。这样的确定需要做大量的测试，所述测试有可能持续数月，而且因为嵌入式软件是经过认证的(对于航空情况而言)，所以就必需重新认证。该方法成本非常高。

其次，该方法不适用于管理装置所有传感器的处理器被分布在交通工具中的全部相同的多个处理器和发电机代替的结构以及在多个处理器中的各个处理器都不知道其在装置中的位置而因此不知道将其连接着各个待供电的装置的电缆长度的结构。就有故障的中继装置的操作和/或识别而言，根据处理器在交通工具中的位置，即使相同的电流振幅和电压振幅测量值也有可能因此具有完全不同的含义。该方法不能识别出在这种结构中的不起作用的装置。

最后，在确定阈值时，需要考虑包括产生有待于在电缆上传输的信号的阶段以及在测量电压振幅和电流振幅的阶段中的处理器电子元件的各种变化。例如，(由所采用的电子元件的公差诱导的)电子功能的不同增益的变化会导致针对指定待供电装置的配置而得到的测量结果的变化。因此，减少了为了识别待供电的装置的类型而留出的余裕。

专利文件US 2013/0221973描述了用于测量待供电设备故障的探测器。专利文件US 2013/278072描述了用于通过谐振传输能量的***。

发明内容

本发明的目的是提出一种识别使用无源中继装置的供电***中有故障的中继装置的方法。该方法可应用于不精确知晓处理器与第一个中继装置之间的电缆特性和长度的情况。

有利的是，该识别方法尽可能与处理器的电子元件的变化无关。

为此，本发明的目的是提出一种识别待供电装置的供电***中的中继装置是否存在故障的方法，所述供电***包括能够生成电源信号的至少一个发电机以及连接着发电机输出端的负载，所述负载包括至少一个中继装置；所述发电机包括变频驱动器；所述中继装置包括至少一个无源四极子以及连接着所述至少一个无源四极子的至少一根天线；其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

a)选择特征频率，

b)确定在电源信号具有所选择的特征频率时发电机输出端的负载的阻抗，

c)针对彼此不同的多个特征频率重复步骤a)和步骤b)，

d)根据针对不同特征频率所确定的多个阻抗来识别故障的存在。

本发明还涉及一种识别待供电装置的供电***中有故障的中继装置的方法，所述供电***包括能够生成电源信号的至少一个发电机以及连接着发电机输出端的负载，所述负载包括至少两个中继装置；所述发电机包括变频驱动器；每个中继装置都包括至少一个无源四极子以及连接着所述至少一个无源四极子的至少一根天线；其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

a)选择特征频率，

c)针对彼此不同的多个特征频率重复步骤a)和步骤b)，

d)根据针对不同特征频率所确定的多个阻抗来识别有故障的中继装置。

本发明还涉及一种识别待供电装置的供电***中的中继装置的故障类型的方法，所述供电***包括能够生成电源信号的至少一个发电机以及连接着发电机输出端的负载，所述负载包括至少一个中继装置；所述发电机包括变频驱动器；所述中继装置包括至少一个无源四极子以及连接着所述至少一个无源四极子的至少一根天线；其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

a)选择特征频率，

c)针对彼此不同的多个特征频率重复步骤a)和步骤b)，

d)根据针对不同特征频率所确定的多个阻抗来识别中继装置的故障类型。

有利的是，该方法利用了这样一个事实：负载的阻抗是随着频率而变化的且这种变化可以根据每个装置所应用的电路类型来确定的。因此，有利地的是，该方法使之能够忽略与把处理器连接着第一个中继装置的电缆的特征所相关的阻抗的变化。

根据本发明，在这三种方法中，识别步骤包括将以指定特征频率所确定的阻抗与至少一个阈值作比较的步骤，所述至少一个阈值针对所述指定特征频率而确定。

根据某些特殊实施例，这三种方法包括以下特征中的一项或多项：

-方法进一步包括以下步骤：

e)计算以指定特征频率所确定的阻抗与以另一个指定特征频率所确定的阻抗之间的差异，

f)将所述差异与至少一个绝对阈值作比较，所述至少一个绝对阈值针对包括所述指定特征频率和所述另一个指定特征频率在内的一对特征频率，

g)针对多个确定的阻抗重复步骤e)和步骤f)。

有利的是，所确定的阻抗的变化使之有可能进一步消除电缆的特征和长度的影响。

-识别步骤包括以下步骤：

h)计算以下两者之商：以指定特征频率所确定的阻抗与以另一个指定特征频率所确定的阻抗之间的差异，以及以指定特征频率所确定的阻抗与以另一个指定特征频率所确定的阻抗之间的阻抗，

i)将步骤h)的计算结果与至少一个相对阈值作比较，所述相对阈值针对包括所述指定特征频率和所述另一个指定特征频率在内的每一对特征频率，以及

j)针对多个确定的阻抗重复步骤h)和步骤i)。

有利的是，该步骤使之有可能消除部件公差对处理器测量链的影响。

-方法进一步包括以下步骤：

j)把每个比较结果分配到参考类别之中的一个类别，

k)将步骤j)所分配的类别与参考类别作比较。

-供电***包括连接着与中继装置相串联的发电机输出端的参考负载，所述参考负载在至少一个特征频率下具有已知的阻抗，确定负载的阻抗的步骤包括以下步骤：

-确定发电机输出端的电压，

-确定负载两端的电压，

-计算在发电机输出端所确定的电压与负载两端所确定的电压之间的电压差，并根据所述电压差和参考负载的阻抗来确定负载的阻抗。

-根据各个中继装置的电路类型、至少一个无源四极子的特征以及天线的特征之中的至少一个元素来确定所述特征频率。

本发明还涉及一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序包括在通过处理器执行所述计算机程序时执行根据上述特征中任一特征的识别方法的指令。

最后，本发明涉及一种待供电的装置的供电***，所述供电***包括：

-能够生成电源信号的至少一个发电机；

-包括至少一个中继装置的负载，所述至少一个中继装置包括至少一个无源四极子以及连接着所述至少一个无源四极子的至少一根天线；

其特征在于，供电***包括处理器，其中，所述发电机包括由所述处理器控制的变频驱动器；所述处理器能够执行根据前述特征中任一特征的识别方法。

作为选择，将在至少一个特征频率下所具有已知阻抗的参考负载连接着与至少一个中继装置相串联的发电机输出端。

附图说明

本法明通过阅读仅作为实例并参考附图所列出的以下说明而更好地理解，附图包括：

图1是根据本发明的待供电装置的电源电路的示意图，

图2图表展示了图1所示电源电路在两个中继装置处于运行状态的情况下负载电压随频率而变化的实例，

图3至图5是与图2所示图表相似的图表，其展示了中继装置中一个或另一个出现典型故障的实例，及，

图6和图7显示了根据本发明的识别方法的步骤。

具体实施方式

根据本发明的电源电路2以电源电路包括两个中继装置的示例性应用环境进行说明。但是，该实例绝不是限制性的，因为本发明可应用于包括至少一个中继装置的任何供电***。

参考图1，根据该示例性实施例的电源电路2包括适合于生成电源信号的发电机4，所述电源信号能够通过第一个中继装置10和第二个中继装置12的电缆8向待供电的装置6供电。

根据本发明的电源电路2可例如用于向安装在飞机轮上的压力传感器6供电。在该示例性用途中，待供电的装置因此是由压力传感器所构成的。第一个中继装置10固定到支撑飞机轮的轮轴上。它通过电缆8连接着发电机4。将第二个中继装置12固定在垂直于压力传感器的轮上。

使用这两个中继装置10、12有可能实施从固定部分(即固定到轮轴的第一个中继装置10)到活动部分(即固定到轮子的第二个中继装置12)的连接。使用这两个中继装置10、12还能够很容易地避开第二个中继装置12与压力传感器6之间的有线连接而轻松地拆卸压力传感器6。

发电机4包括变频驱动器14，所述变频驱动器适合在围绕中心频率的指定范围内改变电源信号的频率。电源信号是低频信号。例如，其频率为125kHz。例如，它也能够在75kHz至175kHz之间的范围内变化。在所述实施例中，电源信号是通过调幅载波形成的，调幅使之有可能传输诸如给压力传感器6的命令之类的数据。

电源电路2进一步包括连接着发电机4输出端的参考负载16以及处理器18，所述处理器能够测量发电机4的输出电压V₀以及与参考负载16相串联的负载19的电压V₁。

通常，飞机的电力来自中心发电机，处理器18具有电源转换器，用于转化电压以及电源信号的频率。

在当前说明中，术语“负载19“是指由电缆8、第一个中继装置10、第二个中继装置12和压力传感器6所构成的负载。同样，“负载19阻抗“是指由电缆8、第一个中继装置10、第二个中继装置12和压力传感器6所构成组件的阻抗。

参考负载16具有精确的阻抗。在针对示例所述的实施例中，参考负载16是电阻器。

处理器18包括存储器，其包含参考负载16的阻抗值。处理器18能够控制变频器器14。能够解调由压力传感器6所传输的电流振幅，从而接收由传感器6所传输的压力测量信息或者任何信息。处理器18能够执行本发明的识别方法，如图6和图7及下文所阐释。

电缆8由第一根电线20和第二根电线22所构成。参考负载16安装在发电机4终端与第一个中继装置10之间的第一根电线上。第二根电线22构成电流回路。将其连接着发电机4与第一个中继装置10。电缆8包括电感器以及在处理器输出端的滤波电容器(未显示)，用于根据电磁兼容性EMC的要求来滤除电磁干扰。

第一个中继装置10和第二个中继装置12是仅包括无源元件(电阻器、电容器、电感器)的中继装置，即不具有嵌入式供电***的中继装置。

安装在轮轴上的第一个中继装置10包括天线24以及与所述天线24相串联的调谐电容器26。该串联连接方式使之有可能最大化所传输的电流以及由天线24所生成的磁场。

安装在轮子上的第二个中继装置12具有面对第一个中继装置10的天线24所放置的第一根天线28、面对压力传感器6所放置的第二根天线30以及与第一根天线28和第二根天线30相并联的调谐电容器32。天线与调谐电容器的并联连接方式使之有可能通过并联谐振来增加供电***的电压水平。

固定到轮子的压力传感器6包括面对第二个中继装置的第二根天线30所放置的天线34、与天线34相并联的调谐电容器36、处理器38以及能够测量胎压的元件(未显示)。

天线34能够接收电源信号的磁场并生成向压力传感器的电子元件供电的电流。天线34能够把压力测量信息返回处理器18，例如，通过调制负载、电压或其输入端的电流。

按照已知方式，处理器38能够解调电源信号，以便恢复由处理器16所给出的指令。处理器38控制部件来生成和传输压力测量信息。

作为选择，供电***在差分模式下运行。在这种情况下，由两个发电机代替发电机4：第一个发电机连接在第一根电线20与地之间，第二个发电机连接在第二根电线22与地之间。由第二个发电机所生成的电源信号的频率与由第一个发电机所生成的电源信号的频率相同但与其反相180°。参考负载16的阻抗在第一根电线20和第二根电线22中平均分配。该变体有利地防止任何外来的共模干扰，例如，装置之间的地面波动或者EM干扰。

作为选择，电源信号可以是平均信号或者高频信号。

作为选择，电源信号不是调幅的。该变体应用于不需要与压力传感器6通讯的情况或者采用其它通讯方式进行通讯的情况。

作为选择，压力传感器6由温度传感器、力传感器、形变传感器或者执行器传感器(非详尽清单)或者多个此类型的传感器代替。所有这些传感器的目的都是控制和监测远程设备的运行和老化。

更普遍而言，

-发电机4所生成的信号可由电流发生器来代替。

-调谐电容器26、32和36是无源四极子。可以用基于电容器、电阻器和/或电感器的其它无源四极子将其代替或者可以用不具有电容器的组件将其代替。例如，根据本发明的一个变体，第二个中继装置的调谐电容器32用π型滤波器(三角形)或LC滤波器来代替，待供电的装置的调谐电容器36用串联电容器或L型滤波器来代替，第一个中继装置10不具有调谐电容器26。

-第一个中继装置10和第二个中继装置12可以由单个中继装置来代替。

-连接电缆可以代替第二根天线30以及待供电的装置的天线34。

-电压测量值V0和V1可以用参考负载16中的输出电流测量值代替或增补。

本发明的原理是基于在无源四极子组件曲线特征中负载19的阻抗随着频率而变化的事实。尤其是，在附图所阐释的本发明的实例中，负载19的阻抗是根据电路的串联或并联组件的谐振现象的曲线特征中的频率而变化的，所述电路包括天线和调谐电容器。参考图2，曲线40、42、44显示了在负载19两端的电压随着电源信号的频率而变化。这些曲线40、42、44在频率f1与f6之间呈V形，显示了调谐电容器26与天线24之间的串联谐振的特征，以及在频率f2与f5之间具有谐振尖峰，显示了第一根天线28、第二根天线30与调谐电容器32之间的并联谐振的特征。

粗曲线40显示了在电缆8长度为1米情况下的负载19电压的变化。细曲线42显示了在电缆8长度为31米情况下的负载19电压的变化。最后，虚曲线44显示了在电缆8长度为61米情况下的负载19电压的变化。

如图2所示，这些曲线的演变对电缆8长度的依赖性非常小。有可能定义在指定频率之间增加和减少的周期。这些频率具有并联或串联的连接类型的特征以及调谐电容器的特征和天线的特征。在下文中将其称为特征频率fi。以中继装置的不同特征频率来确定负载19的阻抗使之所进行的分析对连接电缆的特征依赖性非常小。

关于图3，曲线40、42、44显示了第二个中继装置的天线28处于开路时负载19电压随着电源信号的频率的变化。在该图中，看不到第二个中继装置12的并联谐振的谐振尖峰特征。由此有可能推断出第二个中继装置12有故障。

图4显示了在调谐电容器26短路时电压测量值随着频率的变化的相同曲线。在这种情况下，作为串联谐振特征的V形不再有显示。

最后，图5与图2至图4相似。显示了在第一个中继装置10的电缆线断开时负载19电压随着电源信号的频率的变化。

负载阻抗也根据各个电路中所使用的调谐电容器特征和天线特征而变化。例如，当改变调谐电容器以及天线的特征时，则中心谐振频率或者图案的宽度也会改变。由于所选部件的公差或者在部件之间增加调优过程，所以与***的其它变量相比，尤其是与电缆长度以及发电机4中所用部件的公差相比，该参数仍是次要的。

选择负载19属性的频率特征使之有可能获得负载19的特征的信息，尤其是存在或者不存在中继装置10、12的信息的情况。分析以特征频率所测得的阻抗值就能识别出有故障的中继装置。

现在参考图6和图7说明根据本发明的识别方法。

在开发产品过程中执行的初步分析步骤50中，称为特征频率fi的频率可由操作员来确定。这些特征频率fi可根据负载19电压随着频率变化的曲线演变以各种不同情况来选择：在没有中继装置出现故障的情况下或者在更典型的故障的情况下，比如各个中继装置中的开路或短路。一旦作出选择，则在处理器软件18中固定这些特征频率。

例如，在图2至图5所阐释的实施例中，选择了特征频率f1、f2、f3、f4、f5、f6。对于各个特征频率而言，确定一个或多个阈值。这些阈值根据所采用的识别方法而不同，如下所述。在所述实例中采用了两个阈值，但这并非限制性的。

在步骤52中，处理器18控制变频器14以选择第一个特征频率fi，例如特征频率f1。

在步骤54中，处理器18确定当电源信号的频率为特征频率f1时的发电机4输出端子的电压V₀。

在步骤56中，处理器18确定当电源信号的频率为特征频率f1时的负载19两端的电压V₁。

在步骤58中，处理器18计算当电源信号的频率为特征频率f1时的负载19的阻抗Z₁。利用欧姆定律以及基于电压V₀与电压V₁之间的比率和存储在处理器18中的参考负载16的阻抗值的分压器电桥原理来计算该阻抗Z₁。因为参考负载16的阻抗已知且是固定的，所以在适用的情况下，可以把阻抗Z_i的计算简化为简单地计算电压差V₀-V_i，具有归一化因数内相当于Z_i的数量，从而将相同的频率变化表示为Z_i。

在步骤60中，针对在步骤50中确定的所有特征频率fi，(例如针对特征频率f2至f6)重复步骤52至58。注意，频率数n＝6是任意数，而且可以不同于在这个实例中所示的数。

根据本发明的识别方法可包括三种方法，所述三种方法全部能够检测故障的存在，识别出有故障的中继装置并且在最常见的故障中识别出故障类型。

第一种方法通过步骤62至68来定义。第二种方法通过步骤70至78来定义。第三种方法通过步骤80至90来定义。

通过第一种方法和第二种方法可以识别出与正常运行区别最大的故障的情况。对相对值的变化进行测试的第三种方法使之有可能把分析细化为不同故障情况与正常运行之间的阻抗的不太明显的变化。第三种方法的好处是它消除了发电机4所采用的电子元件的制造公差。一旦可以通过相对阻抗测量值识别出中继装置的故障，则所述方法适用，但情况并非总是这样。通常，这三种方法可以互补，以便能够恰当地对中继装置的故障的所有情况进行完整的分析。

将对这三种情况分别进行说明，应理解的是，本发明可以利用这些方法之中任何一种方法或者将其中两种方法相结合或者将这三种方法相结合来实施。

第一种方法包括步骤62至68。

在步骤62中，将针对特征频率f1所确定的阻抗Z₁与至少一个阈值作比较。在所阐释的实例中，将阻抗Z₁与针对该特征频率f1所定义的较低的阈值S₁ ^B和较高的阈值S₁ ^H作比较。较低的阈值S₁ ^B和较高的阈值S₁ ^H定义了阻抗变化的范围。较低的阈值S₁ ^B和较高的阈值S₁ ^H是在分析步骤50中通过考虑各个中继装置的运行状态与非运行状态中的曲线40、42和44的演变而确定的。图2阐释了一例针对特征频率f1和f2所定义的较低的阈值和较高的阈值的实例。

在步骤64中，处理器18将步骤62进行的比较结果分配到以下三个类别之中的一类：

-第一类：阻抗Z₁低于较低的阈值S₁ ^B和较高的阈值S₁ ^H，

-第二类：阻抗Z₁高于较低的阈值S₁ ^B并低于较高的阈值S₁ ^H，

-第三类：阻抗Z₁高于较低的阈值S₁ ^B和较高的阈值S₁ ^H。

在步骤68中，针对所有阻抗Z_i重复步骤62和64，所述阻抗Z_i是针对特征频率f_i，例如，针对频率f2至f6所定义的。

在步骤66中，处理器18将所分配的类别与参考表中的参考类别作比较。

作为选择，在步骤64结束时，处理器18生成基于比较结果的逻辑代码。然后，在步骤66中，处理器18将步骤64中针对每个频率所生成的逻辑代码与参考表中的参考类别作比较。处理器可能连结步骤64针对每个频率所生成的不同逻辑代码。

第二种方法包括步骤70至78。

在步骤70中，处理器计算步骤58所确定的两个阻抗之差。最好，针对以连续频率所确定的阻抗来计算该差。例如，计算差Z₂–Z₁。

在步骤72中，将该差Z₂–Z₁与至少一个绝对阈值作比较。在该实例中，把该差与针对一对特征频率f1、f2所定义的较低的绝对阈值S₁₂ ^AB和较高的绝对阈值S₁₂ ^AH作比较。

在步骤74中，处理器18将步骤72所进行的比较结果分配到以下三个类别之中的一类：

-第一类：阻抗之差Z₂–Z₁低于较低的绝对阈值S₁₂ ^AB和较高的绝对阈值S₁₂ ^AH，

-第二类：阻抗之差Z₂–Z₁高于较低的绝对阈值S₁₂ ^AB并低于较高的绝对阈值S₁₂ ^AH，

-第三类：阻抗之差Z₂–Z₁高于较低的绝对阈值S₁₂ ^AB和较高的绝对阈值S₁₂ ^AH。

在步骤78中，针对阻抗Z_i重复步骤70至74，所述阻抗Z_i是针对成对的特征频率fi、fi-1所定义的。

在步骤76中，处理器18将步骤74所分配的不同的类别与参考表中的参考类别作比较。

作为一个变体，在步骤74结束时，处理器18生成基于比较结果的逻辑代码。然后，在步骤76中，处理器18将步骤74针对每个频率所生成的逻辑代码与参考表中的参考类别作比较。处理器可能连结步骤64针对每个频率所生成的不同逻辑代码。。

第三种方法包括步骤80至86。

步骤80与步骤70相似，不同之处在于确定阻抗之差的相对值。实施这第三种方法使之有可能消除电子元件制造公差对测量链以及对处理器18的电压发生器链的影响。这就消除了处理器功能的硬件增益并且使测试值对于电子元件数值的变化更具鲁棒性。

因此，在步骤80中，两个阻抗之差Z_i–Z_i-1除以阻抗Z_i或者除以阻抗Z_i-1。例如，计算商。

在步骤82中，将商与至少一个相对阈值作比较。在所阐释的实例中，把商与针对一对特征频率f1、f2所定义的较低的相对阈值S₁₂ ^RB和较高的相对阈值S₁₂ ^RH作比较。

在步骤84，处理器18将步骤82所进行的比较结果分配到以下三个类别之中的一类：

-第一类：商低于较低的相对阈值S₁₂ ^RB和较高的相对阈值S₁₂ ^RH，

-第二类：商高于较低的相对阈值S₁₂ ^RB并低于较高的相对阈值S₁₂ ^RH，

-第三类：商高于较低的相对阈值S₁₂ ^RB和较高的相对阈值S₁₂ ^RH。

在步骤85中，针对阻抗Zi重复步骤80和步骤82，所述阻抗Zi是针对每一对的特征频率fi、fi-1所定义的。

在步骤86中，处理器18将步骤84所分配的类别与参考类别作比较。

在步骤88中，处理器18根据第一种方法和/或第二种方法和/或第三种方法所进行的比较结果识别出中继装置是否有故障。

在步骤90中，处理器18识别出有故障的中继装置，意味着它根据第一种方法和/或第二种方法和/或第三种方法所进行的比较结果来确定是否第一个中继装置10有故障或者是否第二个中继装置12有故障。

在步骤92中，处理器18进一步通过第一种方法和/或第二种方法和/或第三种方法所进行的比较结果识别出步骤72所识别出的中继装置的故障类型。

通常，故障类型的检测需要确定更多特征频率fi或者结果更详细的分析。

本发明可以用于识别有故障的中继装置或者在不用于识别是否存在故障的情况下识别故障类型。

本发明还可以用于识别待供电的装置中的故障或故障类型。在这种情况下，当前专利申请书中所用的术语“中继装置”还可以包括由天线和调谐电容器所构成的待供电的装置。

Claims

1.适用于识别待供电装置（6）的供电***（2）中的中继装置是否存在故障的方法，所述供电***（2）包括能够生成电源信号的至少一个发电机（4）、连接着发电机（4）输出端的负载（19）以及处理器（18），所述负载（19）包括至少一个中继装置（10、12）；所述发电机（4）包括变频驱动器（14）；所述处理器（18）配置为控制所述变频驱动器（14）生成给定频率的电源信号；所述中继装置（10、12）包括至少一个无源四极子（26、32、36）以及连接着所述至少一个无源四极子（26、32、36）的至少一根天线（24、28、30）；其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

a）通过所述处理器（18）选择（52）电源信号的特征频率（fi、f1），

b）通过变频驱动器（14）以所述处理器（18）提供的特征频率生成电源信号，

c）测量参考负载（16）前后电源信号的电压值，

d）基于测量的电压，确定（54、56、58）在所述处理器（18）所选择的特征频率（fi、f1）下的发电机（4）输出端的负载（19）的阻抗（Z_i），

e）针对彼此不同的多个特征频率（fi、f1）重复（60）步骤a）、步骤b）、步骤c）和步骤d），

f）根据针对不同特征频率（fi、f1）所确定的多个阻抗（Z_i）来识别（88）故障的存在，

识别步骤（88）包括将以指定特征频率（fi，f1）所确定的阻抗（Z_i）与至少一个阈值（S₁ ^H、S_i ^H；S₁ ^B、S_i ^B）作比较的步骤（62），所述至少一个阈值（S₁ ^H、S_i ^H；S₁ ^B、S_i ^B）针对所述指定特征频率（fi、f1）。

2.适用于识别待供电的装置（6）的供电***（2）中有故障的中继装置的方法，所述供电***（2）包括能够生成电源信号的至少一个发电机（4）、连接着发电机输出端的负载（19）以及处理器（18），所述负载（19）包括至少两个中继装置（10、12）；所述发电机（4）包括变频驱动器（14）；所述处理器（18）配置为控制所述变频驱动器（14）生成给定频率的电源信号；每个中继装置（10、12）都包括至少一个无源四极子（26、32、36）以及连接着所述至少一个无源四极子（26、32、36）的至少一根天线（24、28、30）；其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

c）测量参考负载（16）前后电源信号的电压值，

d）基于测量的电压，确定（54、56、58）在所述处理器（18）所选择的特征频率（fi、f1）下发电机（4）输出端的负载（19）的阻抗（Z_i），

f）根据针对不同特征频率（fi、f1）所确定的多个阻抗（Z_i）来识别（90）有故障的中继装置（10、12），

识别步骤（90）包括将以指定特征频率（fi、f1）所确定的阻抗（Z_i）与至少一个阈值（S₁ ^H、S_i ^H；S₁ ^B、S_i ^B）作比较的步骤（62），所述至少一个阈值（S₁ ^H、S_i ^H；S₁ ^B、S_i ^B）针对所述指定特征频率（fi、f1）。

3.适用于识别待供电的装置（6）的供电***（2）中的中继装置的故障类型的方法，所述供电***（2）包括能够生成电源信号的至少一个发电机（4）、连接着发电机（4）输出端的负载（19）以及处理器（18），所述负载（19）包括至少一个中继装置（10、12）；所述发电机（4）包括变频驱动器（14）；所述处理器（18）配置为控制所述变频驱动器（14）生成给定频率的电源信号；所述中继装置（10、12）包括至少一个无源四极子（26、32、36）以及连接着所述至少一个无源四极子（26、32、36）的至少一根天线（24、28、30）；其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：

c）测量参考负载（16）前后电源信号的电压值，

f）根据针对不同特征频率（fi、f1）所确定的多个阻抗（Z_i）来识别（92）中继装置（10、12）的故障类型，

识别步骤（92）包括将以指定特征频率（fi、f1）所确定的阻抗（Z_i）与至少一个阈值（S₁ ^H、S_i ^H；S₁ ^B、S_i ^B）作比较的步骤（62），所述至少一个阈值（S₁ ^H、S_i ^H；S₁ ^B、S_i ^B）针对所述指定特征频率（fi、f1）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的识别方法，进一步包括以下步骤：

g）计算（70）以指定特征频率（fi、f1）所确定的阻抗（Z_i）与以另一个指定特征频率（fi-1、f1）所确定的阻抗（Z_i-1）之间的差异，

h）将所述差异与至少一个绝对阈值（S₁ ^AH、S_i ^AH；S₁ ^AB、S_i ^AB）作比较（72），所述至少一个绝对阈值（S₁ ^AH、S_i ^AH；S₁ ^AB、S_i ^AB）针对包括所述指定特征频率（fi、f1）和所述另一个指定特征频率（fi-1、f1）在内的一对特征频率，

i）针对多个确定的阻抗（Z_i）重复（78）步骤g）和步骤h）。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的识别方法，其特征在于，所述识别步骤包括以下步骤：

j）计算（80）以下两者之商：以指定特征频率（fi、f1）所确定的阻抗（Z_i）与以另一个指定特征频率所确定的阻抗（Z_i-1）之间的差异，以及在以指定特征频率所确定的阻抗（Z_i）与以另一个指定特征频率所确定的阻抗（Z_i-1）之中的一个阻抗，

k）将步骤h）的计算结果与至少一个相对阈值（S₁ ^RH、S_i ^RH；S₁ ^RB、S_i ^RB）作比较（82），所述相对阈值（S₁ ^RH、S_i ^RH；S₁ ^RB、S_i ^R）针对包括所述指定特征频率（fi、f1）和所述另一个指定特征频率（fi-1、f1）在内的每一对特征频率，以及

l）针对多个确定的阻抗（Z_i）重复（85）步骤j）和步骤k）。

6.根据权利要求4所述的识别方法，进一步包括以下步骤：

m）将每个比较结果分配（64、74、84）到参考类别之中的一个类别，

n）将在步骤m）所分配的类别与参考类别作比较（66、76、86）。

7.根据权利要求5所述的识别方法，进一步包括以下步骤：

8.根据权利要求1至3中任一项所述的识别方法，其特征在于，所述供电***（2）包括连接着与中继装置（10、12）相串联的发电机（4）输出端的参考负载（16），所述参考负载（16）在至少一个特征频率（fi，f1）下具有已知的阻抗，而且其中，确定（54、56、58）负载（19）的阻抗（Z_i）的步骤包括以下步骤：

确定（54）发电机（4）输出端的电压（V₀），

确定（56）负载（19）两端的电压（V₁），

计算（58）在发电机输出端（4）所确定的电压（V₀）与负载（19）两端所确定的电压（V₁）之间的电压差，并通过所述电压差和参考负载（16）的阻抗来确定负载（19）的阻抗。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的识别方法，其特征在于，根据以下元素中的至少一个元素来确定所述特征频率（f_i、f₁、f₂）：每个中继装置（10、12）的电路类型、至少一个无源四极子（26、32、36）的特征以及天线（24、28、30）的特征。

10.计算机程序，其特征在于，所述计算机程序包括在通过处理器执行所述计算机程序时执行权利要求1至9中任一项所述的识别方法的指令。

11.待供电的装置（6）的供电***（2），所述供电***（2）包括：

能够生成电源信号的至少一个发电机（4）；

包括至少一个中继装置（10、12）的负载（19），所述至少一个中继装置（10、12）包括至少一个无源四极子（26、32、36）以及连接着所述至少一个无源四极子（26、32、36）的至少一根天线（24、28、30）；

其特征在于，所述供电***（2）包括处理器（18），以及所述发电机（4）包括由所述处理器（18）控制的变频驱动器（14）；所述处理器（18）能够执行根据权利要求1至9任一所述的识别方法。

12.根据权利要求11所述的供电***（2），其特征在于，将具有已知阻抗的参考负载（16）连接着与所述至少一个中继装置（10、12）相串联的发电机（4）输出端。