一种设备故障声频检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种设备故障声频检测系统，包括音频故障检测记录仪、通过模拟量信号输送线与所述音频故障检测记录仪连接的分析比对装置，所述分析比对装置连接有报警器，并通过无线网络将短信发送至管理者手机，完成故障判定。整个系统结构简单，直接固定在设备上，通过音频故障检测记录仪接收和处理设备声音，与参照曲线库里的参照曲线进行相关性比对，并对不正常曲线进行报警提醒，效率更高，准确率更高。
【专利说明】
一种设备故障声频检测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种设备故障声频检测系统，属于设备故障的检测领域。
【背景技术】
[0002]—名有经验的工程师，可以通过设备在启动时、关闭时或运转过程的声音，来预判是否工作异常，是否存在故障隐患，由此提早维修、保养，解决隐患，保障设备正常使用或减少后期维修的费用。但不是每一名工程师都是有经验的，并且经验判断存在感觉因素，判断误差大。目前，也有用于故障检测的系统装置，如专利号为CN101840233A公开的一种设备故障检测装置及设备故障检测方法，根据解析故障代码信息查找专家库模块内与该解析的故障代码相对应的故障点，对该故障进行定位;并通过经验库模块，找出与所述故障点相对应的故障解决信息，以排除当前被检测设备的故障。这种装置、系统，使用起来过于复杂，成本投入高，后期维护费用大。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种设备故障声频检测系统，通过设备在正常和故障时声音的差异来进行判定、检测，检测程序简单，可以同时检测设备在多种状态下是否正常，检测系统结构简单，成本低，对声音的收集检测、判定效果好。
[0004]为了达到本实用新型的目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]—种设备故障声频检测系统，包括音频故障检测记录仪、通过模拟量信号输送线与所述音频故障检测记录仪连接的分析比对装置，所述分析比对装置连接有报警器，并通过无线网络将短信发送至管理者手机，完成故障判定。整个系统结构简单，直接固定在设备上，通过音频故障检测记录仪接收和处理设备声音，与参照曲线库里的参照曲线进行相关性比对，并对不正常曲线进行报警提醒，由自动检测故障代替人工检测，节约劳动力，效率更高，准确率更高。
[0006]作为优选，所述音频故障检测记录仪包括前端采集部和末端消声部，对设备实时声音进行采集，并通过末端消声部消除环境中杂音的影响。
[0007]作为优选，所述前端采集部包括传声喉管和位于所述传声喉管后方的采集腔，传声喉管前端设置采集固定口，采用软性胶装圆口，并可以固定在设备的检测点上，采集腔、传声喉管内壁为传声壁，为刚性易振动材料，容易将声音传入，采集的声音更真实，杂音影响更小，所述采集腔内设置有音频采集器和声压采集器。
[0008]作为优选，所述采集腔的腔壁包括隔音外壁和传声内壁以及设置在所述隔音外壁和所述传声内壁之间的真空腔，传声内壁是传声喉管、采集腔的内壁，为刚性薄材料，可振动，真空腔包裹在传声内壁外的空腔，内为真空，隔绝外界杂音，结果的真实性更好。
[0009]作为优选，所述末端消声部包括与所述采集腔相通的消声腔和将所述消声腔与外界连通的外消声孔，消声腔内填入多孔连通的软性消声材料;消声腔内壁为消声材料、外壁隔声材料，外消声孔可采用消声百叶，对外界环境杂音的隔绝效果好，采集到的声音更真实。
[0010]作为优选，所述前端采集部与所述末端消声部之间设置有连接部，设置在所述连接部的内消声孔连通所述采集腔和所述消声腔。
[0011]作为优选，所述音频采集器包括固定在所述采集腔的腔壁上的隔声栓、位于所述隔声栓前端并伸入到所述采集腔内的音频感知器以及位于所述隔声栓后端的音频信号转换器和音频输出接口，音频采集器承插至采集腔内，并由隔声栓固定，保持隔音效果。
[0012]作为优选，所述声压采集器包括固定在所述采集腔的腔壁上的第二隔声栓、位于所述第二隔声栓前端并伸入到所述采集腔内的声压感知器以及位于所述第二隔声栓后端的声压信号转换器和声压输出接口，声压采集器承插至采集腔内，并由第二隔声栓固定，保持隔音效果。
[0013]作为优选，所述音频感知器和所述声压感知器的感知面垂直于所述传声喉管，对声音频率和声压的收集效果更好，且所述声压感知器位于所述音频感知器的前方，更靠近所述传送喉管，对频率和声压的采集更稳定，效果更好，若音频感知器至于前方，声压的采集收很大影响，两者平行放置的话，两者的收集效果都差，导致结果误差较大。
[0014]上述检测系统的检测方法，包括:
[0015](I)正常声音数据采集与处理，得到参照曲线；
[0016]所述正常声音数据包括多个时段数据，所述时段数据至少包括开启数据、运行数据和关闭数据，不同的所述时段数据经过处理后，形成参照曲线库；
[0017]所述参照曲线至少包括音频参照曲线和声压参照曲线；
[0018](2)实时声音数据采集与处理，得到实时曲线；
[0019]所述实时曲线至少包括音频实时曲线和声压实时曲线；
[0020](3)实时曲线在参照曲线进行对比及处理；
[0021]比对方法为:首先进行音频比对，选取音频参照曲线进行相关性比对分析，若数据正常，则进入参照曲线库予以修正参照曲线；若数据不正常，则进行声压比对，选择声压参照曲线进行相关性比对分析，若数据正常，则仍然进入参照曲线库予以修正参照曲线，如果数据不正常则进入报警程序。
[0022]上述技术方案通过声音对设备进行检测，实时的声音与设备正常运行声音进行相关性比对，选用频率和声压作为比对标准，对不同时间段设备的声音进行检测，判断设备正常与否，并同时在检测过程中，不断丰富参照曲线库，能有效避免环境因素对结果造成影响，检测简单，方便，准确率高，检测成本低，效率高。
[0023]通过实施上述技术方案，本实用新型借助声音作为设备故障检测依据，并选用音频和声压，结果更加真实可靠，检测程序简单，可以同时检测设备在多种状态下是否正常，检测系统结构简单，成本低，对声音的收集检测、判定效果好，可用于远程设备管理，辅助人力管理，作为预检测处理，是信息化智慧管理的一种配套方法。
【附图说明】
[0024]附图1为本实用新型一实施例中检测系统示意图；
[0025]附图2为附图1中音频故障检测记录仪示意图；
[0026]附图3为附图2中音频采集器示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
[0028]实施例1:
[0029]—种设备故障声频检测系统，如附图1、2、3所示，包括音频故障检测记录仪1、通过模拟量信号输送线2与所述音频故障检测记录仪3连接的分析比对装置4，所述分析比对装置4连接有报警器5，并通过无线网络将短信发送至管理者手机，完成故障判定。音频故障检测记录仪I固定在待检测设备10上或者附近。
[0030]其中，音频故障检测记录仪I包括前端采集部11和末端消声部12;前端采集部11包括传声喉管101和位于传声喉管101后方的采集腔102，采集腔102的腔壁包括隔音外壁1021和传声内壁1022以及设置在所述隔音外壁1021和所述传声内壁1022之间的真空腔1023。采集腔102内设置有音频采集器103和声压采集器104，音频采集器103包括固定在所述采集腔102的腔壁上的隔声栓1031、隔声栓1031前端并伸入到所述采集腔102内的音频感知器1032以及位于所述隔声栓1031后端的音频信号转换器1033和音频输出接口 1034。声压采集器104包括固定在所述采集腔102的腔壁上的第二隔声栓、位于所述第二隔声栓前端并伸入到所述采集腔102内的声压感知器以及位于所述第二隔声栓后端的声压信号转换器和声压输出接口。末端消声部12包括与所述采集腔102相通的消声腔121和将所述消声腔121与外界连通的外消声孔122，前端采集部11与所述末端消声部12之间设置有连接部13，设置在所述连接部13的内消声孔131连通所述采集腔102和所述消声腔121。
[0031]音频感知器1032和声压感知器的感知面垂直于所述传声喉管101，且声压感知器位于音频感知器1032的前方，更靠近所述传送喉管101。
[0032]工作原理:
[0033]将音频故障检测记录仪I固定在待检测设备上，设备在启动、运转及关闭时均发出声音；
[0034]声音通过传声喉管101进入采集腔102，由前端的声压采集器104获得声压数据，中间的音频采集器103获得音频数据，采集腔102、传声喉管101内壁为传声壁，为刚性易振动材料，容易将声音传入，采集腔内，外面包裹的真空腔、隔音壁可以防止其它设备声音的干扰。音频采集器103、声压采集器104承插至采集腔102内，并由隔声栓1031和第二隔声栓固定，保持隔首效果。
[0035]声音继续往后传播至末端消声部12，先是通过内消声孔131，内消声孔131的作用是防止外部声音从末端消声部12传入，而后进入消声腔121，消声腔121的内消声材料基本消除了声音，声音进一步通过外消声孔122向外部扩散，外消声孔作用是防止外部声音从消声部分传入，消声壁即能实现内部消声，又能隔离外部声音传入。
[0036]音频采集器103、声压采集器104通过模拟量信号输送线2将数据输送至分析比对装置3，将数据记录，并经过数据实时比对，确定是否需要报警，如需报警，则无线报警器当即响起，并通过无线网络将短信发送至管理者手机，完成故障判定。
[0037]检测方法:采集数据后，首先针对音频，根据不同时段，选取不同的音频参照曲线进行相关性比对分析，如数据正常，则进入参照曲线库予以修正参照曲线；如果数据不正常，则进入下一步声压验证，根据对应时段，选择声压参照曲线进行相关性比对分析，如数据正常，则仍然进入参照曲线库予以修正参照曲线，但做备案标记，以备查，如果数据不正常则直接进入报警程序。
[0038]实施例2:
[0039]—种设备故障声频检测系统，包括音频故障检测记录仪1、通过模拟量信号输送线2与所述音频故障检测记录仪3连接的分析比对装置4，所述分析比对装置4连接有报警器5，并通过无线网络将短信发送至管理者手机，完成故障判定。音频故障检测记录仪I固定在待检测设备10上。
[0040]其中，音频故障检测记录仪I包括前端采集部11和末端消声部12;前端采集部11包括传声喉管101和位于传声喉管101后方的采集腔102，采集腔102的腔壁包括隔音外壁1021和传声内壁1022以及设置在所述隔音外壁1021和所述传声内壁1022之间的真空腔1023。采集腔102内设置有音频采集器103和声压采集器104，音频采集器103包括固定在所述采集腔102的腔壁上的隔声栓1031、隔声栓1031前端并伸入到所述采集腔102内的音频感知器1032以及位于所述隔声栓1031后端的音频信号转换器1033和音频输出接口 1034。声压采集器104包括固定在所述采集腔102的腔壁上的第二隔声栓、位于所述第二隔声栓前端并伸入到所述采集腔102内的声压感知器以及位于所述第二隔声栓后端的声压信号转换器和声压输出接口。末端消声部12包括与所述采集腔102相通的消声腔121和将所述消声腔121与外界连通的外消声孔122，前端采集部11与所述末端消声部12之间设置有连接部13，设置在所述连接部13的内消声孔131连通所述采集腔102和所述消声腔121。
[0041]音频感知器1032和声压感知器的感知面垂直于所述传声喉管101，且声压感知器位于音频感知器1032的前方，更靠近所述传送喉管101。
[0042]基于上述检测系统的检测方法，包括:
[0043](I)正常声音数据采集与处理，得到参照曲线；
[0044]所述正常声音数据包括多个时段数据，所述时段数据至少包括开启数据、运行数据和关闭数据，不同的所述时段数据经过处理后，形成参照曲线库;之后不断有正常声音数据出现的话，对参照曲线不断进行更正，不断扩大参照曲线库；
[0045]所述参照曲线至少包括音频参照曲线和声压参照曲线；
[0046](2)实时声音数据采集与处理，得到实时曲线；
[0047]所述实时曲线至少包括音频实时曲线和声压实时曲线；
[0048](3)实时曲线在参照曲线进行对比及处理；
[0049]比对方法为:首先进行音频比对，选取音频参照曲线进行相关性比对分析，若数据正常，则进入参照曲线库予以修正参照曲线；若数据不正常，则进行声压比对，选择声压参照曲线进行相关性比对分析，若数据正常，则仍然进入参照曲线库予以修正参照曲线，如果数据不正常则进入报警程序。
【主权项】
1.一种设备故障声频检测系统，其特征在于，包括音频故障检测记录仪(I)、通过模拟量信号输送线(2)与所述音频故障检测记录仪(I)连接的分析比对装置(3)，所述分析比对装置(3)连接有报警器(4);所述音频故障检测记录仪(I)包括前端采集部(11)和末端消声部(12)。2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述前端采集部(11)包括传声喉管(101)和位于所述传声喉管(101)后方的采集腔(102)，所述采集腔(102)内设置有音频采集器(103)和声压采集器(104)。3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述采集腔(102)的腔壁包括隔音外壁(1021)和传声内壁(1022)以及设置在所述隔音外壁(1021)和所述传声内壁(1022)之间的真空腔(1023)。4.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述末端消声部(12)包括与所述采集腔(102)相通的消声腔(121)和将所述消声腔(121)与外界连通的外消声孔(122)。5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述前端采集部(11)与所述末端消声部(12 )之间设置有连接部(13)，设置在所述连接部(13 )的内消声孔(131)连通所述采集腔(102)和所述消声腔(121)。6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述音频采集器(103)包括固定在所述采集腔(102)的腔壁上的隔声栓(1031)、位于所述隔声栓(1031)前端并伸入到所述采集腔(102)内的音频感知器(1032)以及位于所述隔声栓(1031)后端的音频信号转换器(1033)和音频输出接口(1034)。
【文档编号】G01M99/00GK205620145SQ201620311254
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】徐颋, 梁新强, 沈超峰, 俞忠力, 李育才, 寿鹿
【申请人】浙江微碳科技股份有限公司, 浙江绿维环境科技有限公司