专利名称：一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及设备故障在线声波诊断技术领域，尤其涉及一种内置声纹识别算 法的次声波信号监测装置。
背景技术：
转动设备或管道在运行中均会由于摩擦而发出各类噪声，该噪声中既包含超低频 的次声波，也包含可听频段声波和超高频的超声波，由于声波信号的传输距离随着频率的 增加而快速降低，如频率为1000Hz的声波信号传输距离在达到7Km后能量衰减90 %，而 IHz的次声波则是要在传输距离超过3000Km后能量才会衰减90%。因此通过次声波频段 可以实现对设备运行异常状态的远距离非接触式故障诊断。不同的转动设备或输送管道在运行过程中所发出的次声波声纹信号非常类似人 类的指纹，具有唯一性，通过对设备正常运行时的次声波信号进行识别可实现设备的身份 鉴别和定位，尤其适合国防上对不明设备的鉴别和侦听。同一台设备在不同异常状况时所发出的次声波声纹也是完全不同的，但同一类设 备运行异常状态的次声波声纹信号的相似度是非常高的，因此可以通过对次声波信号的声 纹识别来对设备异常状态类型进行诊断。目前国内和国际上对设备运行异常状态的在线声波诊断主要集中在超声波探伤 和声发射诊断领域，而声纹识别方法目前主要应用于动物(包括人类)的身份识别和鉴定， 将声纹识别方法应用于工业设备运行状态的次声波诊断技术还未见报道。
发明内容本实用新型的目的是提供一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置，通过内 置声纹识别算法对各种设备和管道的运行情况实现远距离识别和诊断。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置，包括外壳、次声波传感器、数据采 集处理模块、自组网通信模块、时空坐标采集模块，次声波传感器与数据采集处理模块相连 接，数据采集处理模块还分别与自组网通信模块及时空坐标采集模块相连接，自组网通信 模块与时空坐标采集模块设置于外壳内；所述的次声波传感器与被监测介质耦合接触，将接收的次声波信号传递给数据采 集处理模块；所述的数据采集处理模块接收次声波传感器传来的数据，对接收的数据进行算法 分析和处理，提取特征信号和异常信号分析处理，并将数据处理结果传递给自组网通信模 块；所述的时空坐标采集模块，接收全球定位卫星传来的本装置空间位置信息和卫星 时钟信号，并将时空坐标信息打印到传感器信息中；所述的自组网通信模块接收数据采集处理模块的数据处理结果和原始传感器数据，并通过网络将信号送出到中心监控计算机对数据进行配对分析和异常/故障状态诊 断，形成报告。所述 的次声波传感器工作频率为0. 01 20Hz。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是当次声波传感器对设备发出的次声 波信号进行声纹识别后，可以提取分布于0. 01 20Hz内不同频点内的正常运行产生的次 声波信号、各种操作产生的次声波信号、各类异常状态所产生的次声波信号，并以设备的特 征声纹作为区别本设备与外界环境及其它设备的特征量进行唯一性定位，从而实现各种设 备和管道的运行情况实现远距离识别和诊断。
图1是本实用新型实施例结构示意图；图2是本实用新型实施例控制结构示意图；图3是本实用新型安装状态实施例示意图；图4是本实用新型在设备运行状态诊断中的实施例示意图；图5是本实用新型在管道运行状态监测中的实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明见图1、图2，是本实用新型一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置实施例 结构示意图及控制结构示意图，包括外壳3、次声波传感器1、数据采集处理模块2、自组网 通信模块5、时空坐标采集模块4，次声波传感器1与数据采集处理模块2相连接，数据采集 处理模块2还分别与设在外壳3内的自组网通信模块5和时空坐标采集模块4相连接。所 述的次声波传感器1工作频率为0. 01 20Hz。见图3，是本实用新型安装状态实施例示意图，次声波信号监测装置8d安装在主 油路12的管壁上，次声波传感器暴露在油液中，同时要求保证被监测部位也要充分暴露在 连续的油液中，确保次声波信号在油液中的连续传播，由次声波传感器接收次声波信号并 对各监测部位产生的次声波信号进行声纹识别和状态诊断。次声波信号监测装置可安装在 各种气体和液体介质中，只要保证被监测部位充分暴露在连续的介质(如空气、油、海水) 中，能确保信号的连续性即可。见图4，是本实用新型在设备运行状态诊断中的实施例示意图，次声波信号监测装 置8a、次声波信号监测装置Sb、次声波信号监测装置8c均安装在重型机械加压集中式润滑 系统的各取样点上，活塞加压泵11通过主油路10为各设备提供润滑，并保证润滑油为满管 运行，当设备6、设备7、设备9任何一台设备的转动润滑部位发生异常状态后，摩擦部位将 产生次声波特征信号，次声波信号监测装置8a、次声波信号监测装置Sb、次声波信号监测 装置8c均会接收到该次声波特征信号，通过对次声波特征信号声纹的进行分析后，可以对 各润滑部位的异常运行状态进行诊断，同时由于次声波特征信号到达次声波信号监测装置 8a、次声波信号监测装置Sb、次声波信号监测装置8c的时间差，还可对监测范围内的异常 设备的位置进行定位。见图5，是本实用新型在管道运行状态监测中的实施例示意图，次声波信号监测装置13a、次声波信号监测装置13b被安装在管道的两端，当管道发生异常状态时，如阀门 的开闭、泵的启停、管道的破裂与泄漏，次声波信号将通过连续的液体或气体传播到两端的 次声波信号监测装置13a、次声波信号监测装置13b，经过声纹识别后判断管道运行的异常 状态类型后，发送到中心监控计算机14，通过计算同一声纹到达两端次声波信号监测装置 13a、次声波信号监测装置13b的时间差计算确定发生运行异常的具体位置。
权利要求一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置，其特征在于，包括外壳、次声波传感器、数据采集处理模块、自组网通信模块、时空坐标采集模块，次声波传感器与数据采集处理模块相连接，数据采集处理模块还分别与自组网通信模块及时空坐标采集模块相连接，自组网通信模块与时空坐标采集模块设置于外壳内；所述的次声波传感器与被监测介质耦合接触，将接收的次声波信号传递给数据采集处理模块；所述的数据采集处理模块接收次声波传感器传来的数据，对接收的数据进行算法分析和处理，提取特征信号和异常信号分析处理，并将数据处理结果传递给自组网通信模块；所述的时空坐标采集模块，接收全球定位卫星传来的本装置空间位置信息和卫星时钟信号，并将时空坐标信息打印到传感器信息中；所述的自组网通信模块接收数据采集处理模块的数据处理结果和原始传感器数据，并通过网络将信号送出到中心监控计算机对数据进行配对分析和异常/故障状态诊断，形成报告。
2.根据权利要求1所述的一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置，其特征在 于，所述的次声波传感器工作频率为0. 01 20Hz。
专利摘要本实用新型涉及一种内置声纹识别算法的次声波信号监测装置，其特征在于，包括外壳、次声波传感器、数据采集处理模块、自组网通信模块、时空坐标采集模块，次声波传感器与数据采集处理模块相连接，数据采集处理模块还分别与自组网通信模块及时空坐标采集模块相连接；所述的次声波传感器工作频率为0.01～20Hz。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是当次声波传感器对设备发出的次声波信号进行声纹识别后，可以提取分布于0.01～20Hz内不同频点内的正常运行产生的次声波信号、各种操作产生的次声波信号、各类异常状态所产生的次声波信号，从而实现各种设备和管道的运行情况实现远距离识别和诊断。
文档编号G01N29/44GK201723985SQ20102013280
公开日2011年1月26日 申请日期2010年3月15日 优先权日2010年3月15日
发明者单义峰 申请人:北京中联电科技术有限公司