一种吸油烟机运行状态实时监测的装置的制造方法

文档序号:10744956阅读:375来源:国知局
一种吸油烟机运行状态实时监测的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种吸油烟机运行状态实时监测的装置,该装置包括:信号采集单元,包括:用于通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器,采集吸油烟机电机运行时的振动信号;在线监测单元,其与所述信号采集单元连接,用于对所述信号采集单元采集得到的所述振动信号进行处理;监测结果预警单元,其与所述在线监测单元连接,用于基于所述在线监测单元获得的监测结果,对吸油烟机的运行状态进行预警。本实用新型所述吸油烟机运行状态实时监测的装置,可以克服现有技术中维护难度大、费时费力和用户体验差等缺陷,以实现维护难度小、省时省力和用户体验好的优点。
【专利说明】
一种吸油烟机运行状态实时监测的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及家用电器维护领域,具体地,涉及一种吸油烟机运行状态实时监 测的装置。
【背景技术】
[0002] 吸油烟机作为电器化厨房必备设施之一,越来越受到人们的重视,成为现代人生 活的必需品。巨大的市场需求为吸油烟机行业的发展带来了无限的商机,也对吸油烟机的 噪声指标和稳定运行提出了更高的要求,且中国人的烹饪习惯要求吸油烟机在满足噪声指 标的同时拥有大风量。
[0003] 研究表明,在风量一致的前提下,电机运行一旦出现故障会大大加强吸油烟机的 噪声,从而极大影响吸油烟机的综合性能及用户使用效果。而当吸油烟机运行产生电机故 障时,售后维修人员需要拆卸机子来查找故障源,并进行维修更换,这种方法不仅麻烦,且 需要花费大量时间拆机验证维修,浪费人力物力,更重要的是影响用户使用效果和心情,从 而影响消费者对产品质量的信任与评价。
[0004] 现有技术中,存在对产生故障的吸油烟机维护难度大、费时费力和用户体验差等 缺陷。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于,针对上述缺陷,提出一种吸油烟机运行状态实时监测的 装置,以解决通过状态实时监测进行故障预判,更准确地判断故障,提升维护效率、减小维 护难度的问题,从而达到维护难度小、省时省力和用户体验好等效果。
[0006] 本实用新型提供一种吸油烟机运行状态实时监测装置,包括:信号采集单元,包 括:用于通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器,采集吸油烟机电机运行 时的振动信号;在线监测单元,其与所述信号采集单元连接,用于对所述信号采集单元采集 得到的所述振动信号进行处理;监测结果预警单元,其与所述在线监测单元连接,用于基于 所述在线监测单元获得的监测结果,对吸油烟机的运行状态进行预警。
[0007] 优选地,所述吸油烟机包括电机,所述电机运行时产生所述振动信号。
[0008] 优选地,所述在线监测单元,包括:在线监测的电脑设备。
[0009]优选地,所述监测结果预警单元,包括:声光报警模块和/或语音播报模块和/或显 不丰旲块。
[0010]本实用新型的方案,在吸油烟机运行的同时,利用小波包分析方法(即振动信号分 析方法)对油烟机运行的状态进行实时监测和早期故障诊断。通过对油烟机运行的状态这 样的实时监测,可以在吸油烟机电机故障初期就进行相应预判整改,达到更快更准确的预 知故障的目的,为吸油烟机正常良好运行提供保障,保证吸油烟机的良好运行效果及消费 者的好评与信任。其中,振动信号分析方法可以包括很多方法,小波包分析方法就是其中的 一种,在本发明的方案中,振动信号分析方法就是指小波包分析方法。
[0011] 进一步,本实用新型的方案,基于小波包分析方法,能够对其他信号处理方法分析 中没有细分的高频部分进一步分解,并根据吸油烟机运行信号的特征,自适应地选择相应 频段,使之与信号频谱相匹配,从而提高时频分辨率,能够更好地提取出吸油烟机运行信号 早期故障特征,进行准确预估判断,即更准确快速的监测吸油烟机电机初期故障,以防进一 步产生严重故障,并节省故障维修时间。
[0012] 由此,本实用新型的方案解决利用状态实时监测进行故障预判,更准确地判断故 障,提升维护效率、减小维护难度的问题,从而,克服现有技术中维护难度大、费时费力和用 户体验差的缺陷,实现维护难度小、省时省力和用户体验好的有益效果。
[0013] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书 中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
[0014] 下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0015] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0016] 图1为本实用新型中吸油烟机运行状态实时监测装置的一实施例的结构示意图;
[0017] 图2为本实用新型的装置中主特征提取模块的一实施例的结构示意图;
[0018] 图3为本实用新型的装置中小波包分解的一实施例的原理图;
[0019] 图4为本实用新型中加速度传感器的一实施例的结构示意图;
[0020] 图5为本实用新型中加速度传感器的一实施例的安装图。
[0021] 结合附图,本实用新型实施例中附图标记如下:
[0022] 102-信号采集单元;1022-压电式加速度传感器;104-在线监测单元;1042-振动信 号预处理模块;1044-主特征提取模块;10442-小波包分解子模块;10444-分解信号重构子 模块;10446-主特征获取子模块;1046-频谱分析模块;1048-频谱分析结构预估判断模块; 106-监测结果预警单元;1062-声光报警模块;1064-语音播报模块。
【具体实施方式】
[0023] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体 实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例 仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型 保护的范围。
[0024] 根据本实用新型的实施例,提供了一种吸油烟机运行状态实时监测装置。参见图1 所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该装置至少包括:
[0025] 信号采集单元102,用于采集吸油烟机电机运行时的振动信号。
[0026]在一个实施方式中,信号采集单元102可以通过安装在吸油烟机电机正后方的压 电式加速度传感器(如图4所示传感器1022),采集吸油烟机电机运行时的振动信号。通过安 装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器实时采集吸油烟机电机运行时的振动信 号,可以提高振动信号采集的精确性和可靠性(如图4所示)。
[0027] 在线监测单元104,用于对信号采集单元102采集得到的所述振动信号进行在线监 测的小波包分析处理。
[0028] 在一个实施方式中,在线监测单元104将信号采集单元102采集获得的所述振动信 号,输入到在线监测的电脑(计算机)等设备中,通过小波包分析处理,进行重构而得出振动 信号的主故障特征,进而进行频谱分析。
[0029] 其中,小波包分析,是一种时间窗和频率窗都可改变的时频分析方法。
[0030] 其中,小波包是故障信号处理中比较常用的方法,通过基于数学公式的小波包信 号重构方法,能够根据频率将高低频信号依次分解,并选取主要频段进行重构,去除干扰。 在本实施例的方案中,是将小波包的分析方法应用到油烟机运行状态监测中,主要可以通 过编程虚拟平台进行监测。
[0031] 其中,主特征频谱分析利用信号的FFT变换就行。
[0032] 该分析方法主要利用小波基函数对非平稳信号进行高频分解和低频分解,即在低 频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率,在高频部分具有较高的时间分辨率和 较低的频率分辨率,因此在时频域都具有很强的表征信号局部特征的能力,从而,其对吸油 烟机电机旋转故障非平稳信号特征提取能够起到很好的效果。比如:利用该小波包分析处 理,对所述振动信号进行频率分解和特征提取,对所述振动信号进行特征提取并重构,获得 主特征(例:主故障特征)。
[0033]进一步,该分析方法能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步 分解,并根据被分析信号的特征,自适应地选择相应频段,使之与信号频谱相匹配,从而提 高时频分辨率,因而,其还能够较好地提取重构出吸油烟机信号故障特征,进行预估判断。 比如:利用该小波包分析处理,尤其是对主特征(例:该振动信号中提取出的主故障特征), 进行频谱分析。其中,主特征频谱分析利用信号的FFT变换就行。
[0034]在一个例子中,具体结合图3所示小波包分析中进行信号分解的一实施例的原理 图做进一步说明在线监测单元104的在线监测的小波包分析过程。
[0035]在一实施方式中,该在线监测单元104还包括:主特征提取模块1044、频谱分析模 块1046、频谱分析结构预估判断模块1048。
[0036]其中,主特征提取模块1044,用于采用小波包分析方法,提取信号采集单元102采 集得到的所述振动信号中的主特征。
[0037]在一个实施方式中,该在线监测单元104还可以包括振动信号预处理模块1042。先 采用振动信号预处理模块1042先对信号采集单元102采集得到的振动信号进行预处理,该 预处理至少包括信号滤波处理和/或信号放大处理,通过在小波包分析处理前对吸油烟机 电机运行时的振动信号进行预处理,可以除去原始的振动信号中的毛刺,提高小波包分析 处理所用信号的可靠性。因而,进一步,主特征提取模块1044可以采用小波包分析方法,提 取预处理后的振动信号中的主特征。
[0038]进一步,在一个实施方式中,主特征提取模块1044采用小波包分析方法提取振动 信号中主特征(如图2所示),具体如:
[0039] 该主特征提取模块1044可以包括:
[0040]小波包分解子模块10442,用于利用小波基函数,对振动信号进行小波包分解,即 逐层的高频分解和低频分解。
[0041 ]其中,该小波包分解的公式为:
[0042] S=AAAn+DAAn+ADAn+DDAn+AADn+DADn+ADDn+DDDn;
[0043] 其中,S表示原信号,A表示低频信号,D表示高频信号,η表示分解的层数,η为自然 数。例如:小波包可定义为:小波包分解时,考察多分辨率分析中的分解空间:= % 该表达式表明多分辨率分析是按照不同的尺度因子j把空间L2R分解为子空间~(jez)之 和,其中Wj为小波函数知的闭包(小波子空间)。
[0044]分解信号重构子模块10444,用于在小波包分解子模块10442完成对振动信号进行 多层分解后,分解信号重构子模块10444对多层分解所得信号进行重构。其中,分解层数无 限制,一般根据信号处理经验,分解3层就够了,主要是为了提高效率。
[0045]主特征获取子模块10446,用于在经所述分解信号重构子模块10444对多层分解所 得信号的重构后,主特征获取子模块10446获取振动信号中的主特征,即吸油烟机电机旋转 故障非平稳信号特征(例如:主故障特征)。
[0046]利用小波基函数对非平稳信号进行多层的高频分解和低频分解,对吸油烟机电机 旋转故障非平稳信号特征提取能够起到很好的效果,有利于提高在线监测的可靠性和经准 性。
[0047]其中,频谱分析模块1046,用于对主特征提取模块1044提取的主特征进行频谱分 析。其中,频谱分析就是信号的傅里叶变换处理(FFT处理)。
[0048]其中,频谱分析结构预估判断模块1048,用于基于频谱分析模块1046对主特征的 频谱分析结果,对吸油烟机运行信号早期故障特征进行预估判断。其中,故障信号都有固有 的频率特征,所以根据特征就能判断故障。
[0049] 通过小波包分析方法对吸油烟机电机运行时的振动信号进行在线监测,能够对其 他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解,并根据吸油烟机运行信号的特 征,自适应地选择相应频段,使之与信号频谱相匹配,从而提高时频分辨率,能够较好地提 取出吸油烟机运行信号早期故障特征,进行准确预估判断。
[0050] 监测结果预警单元106,基于所述在线监测单元104小波包分析处理获得的监测的 结果,对吸油烟机的运行状态进行预警。
[0051] 在一个实施方式中,监测结果预警单元106,基于所述在线监测单元104在线监测 中小波包分析处理获得的结果,输出该结果并进行报警。例如:显示、声光、语音等报警方 式。例如:基于该结果,当吸油烟机运行信号存在早期故障隐患时进行声光报警,提醒用户 及时维护;和/或,基于该结果,当吸油烟机运行信号不存在早期故障时对在线监测结果进 行语音播报,提示用户吸油烟机当前运行信号正常。
[0052]在一个实施方式中,监测结果预警单元106可以包括:声光报警模块1062,用于基 于该结果,当吸油烟机运行信号存在早期故障隐患时进行声光报警,提醒用户及时维护。在 一个实施方式中,监测结果预警单元106可以包括语音播报模块1064,用于基于该结果,当 吸油烟机运行信号不存在早期故障时对在线监测结果进行语音播报,提示用户吸油烟机当 前运行信号正常。
[0053]由此,通过对在线监测的结果进行预警,可以在存在早期故障隐患时及时提醒用 户及时维护,也可以在不存在早期故障隐患时告知用户可放心使用,人性化好。
[0054] 经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过基于小波包分析方法对吸 油烟机运行在线监测,能够对其他信号处理方法分析中没有细分的高频部分进一步分解, 并根据吸油烟机运行信号的特征,自适应地选择相应频段,使之与信号频谱相匹配,从而提 高时频分辨率,能够较好地提取出吸油烟机运行信号早期故障特征,进行准确预估判断。
[0055] 以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域 的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内, 所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【主权项】
1. 一种吸油烟机运行状态实时监测的装置,其特征在于,包括: 信号采集单元,包括:用于通过安装在吸油烟机电机正后方的压电式加速度传感器,采 集吸油烟机电机运行时的振动信号; 在线监测单元,其与所述信号采集单元连接,用于对所述信号采集单元采集得到的所 述振动信号进行处理; 监测结果预警单元,其与所述在线监测单元连接,用于基于所述在线监测单元获得的 监测结果,对吸油烟机的运行状态进行预警。2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述吸油烟机包括电机,所述电机运行时 产生所述振动信号。3. 根据权利要求1-2之一所述的装置,其特征在于,所述在线监测单元,包括: 在线监测的电脑设备。4. 根据权利要求1-2之一所述的装置,其特征在于,所述监测结果预警单元,包括: 声光报警模块和/或语音播报模块和/或显示模块。
【文档编号】G01H11/08GK205426485SQ201520835620
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年10月23日
【发明人】莫代, 莫代一, 丁泺火, 张建平, 王宏, 胡小帝, 李忠堂
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
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