基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统的制作方法

1.本公开涉及音频分析技术领域，尤其涉及一种基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统。


背景技术：

2.煤矿用皮带输送机具有运输量大、工作环境复杂、承载能力强、以吸运输距离较长等特点，在我国的主要产煤区使用广泛，煤矿用皮带输送机不仅可以在煤炭生产加工过程中使用，同样也适用在其他矿产的生产加工过程中使用。
3.由于皮带传输距离长且位于矿井下，当皮带输送机发生故障时难以检测皮带上发生故障的具体位置，相关技术中通过定期排查的方式对皮带输送机进行检查以进行故障排查，但是这样排查效率较低且不够及时。


技术实现要素：

4.本公开提供一种基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统，以至少解决相关技术中皮带输送机故障排查效率低下的问题。本公开的技术方案如下：
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统，包括：
6.中央处理模块，用于接收音频分析模块发送的预警编号，并发送所述预警编号，其中；
7.音频分析模块，用于采集皮带上监测点的音频数据以进行音频分析以获取预警编号，其中，所述音频分析模块包括至少一个音频监测子模块；
8.运行状态监测模块，用于获取皮带的运行状态数据并发送至所述中央处理模块；
9.编号识别模块，用于获取所述中央处理模块发送的预警编号以生成预警信号，其中，所述预警信号包括所述预警编号对应的音频监测子模块和监测点；
10.声光报警模块，用于根据所述编号识别模块发送的预警信号进行报警；
11.异常预警模块，用于接收所述中央处理模块发送的预警信号，并传输至无线传输模块；
12.标记模块，用于对所述监测点对应的所述音频监测子模块进行标记以生成所述音频监测子模块的编号，并将所述编号发送至所述中央处理模块和所述音频分析模块；
13.存储模块，用于存储所述音频监测子模块的编号；
14.无线传输模块，用于将所述异常预警模块发送的预警信号通过无线信号发送至监测显示模块；
15.监测显示模块，用于接收所述预警信号并展示所述预警信号中预警编号对应的监测点和音频监测子模块。
16.可选的，所述中央处理模块的输入端通过导线与音频分析模块的输出端电性连接，所述音频分析模块的输入端通过导线与所述标记模块的输出端电性连接，所述运行状
态监测模块的输出端通过导线与所述中央处理模块的输入端电性连接，所述中央处理模块的输出端通过导线与所述编号识别模块的输入端电性连接，所述声光报警模块的输入端通过导线与所述编号识别模块的输出端电性连接，所述异常预警模块的输入端通过导线与所述编号识别模块的输出端电性连接，所述异常预警模块的输出端通过导线与所述无线传输模块的输入端电性连接，所述标记模块与所述中央处理模块通过无线双向连接，所述存储模块与所述中央处理模块通过无线双向连接。
17.可选的，所述声光报警模块的输入端通过导线与所述中央处理模块的输出端电性连接，所述异常预警模块的输入端通过导线与所述中央处理模块的输出端电性连接。
18.可选的，所述音频分析模块包括：
19.音频监测子模块，用于采集监测点的音频数据，所述音频监测子模块的输出端通过导线与所述音频分析子模块的输入端电性连接，所述标记模块的输出端通过导线与所述音频监测子模块的输入端电性连接；
20.音频分析子模块，用于根据所述音频数据获取功率数据，所述音频分析子模块通过无线与微处理器双向连接；
21.音频数据库，用于存储参考功率数据和功率偏差阈值，所述音频数据库通过无线与所述微处理器双向连接；
22.音频判断子模块，用于根据所述功率数据、参考功率数据和功率偏差阈值获取所述预警编号，所述音频分析子模块的输出端通过导线与所述音频判断子模块的输入端电性连接；
23.微处理器，用于接收所述预警编号并发送至所述中央处理模块，所述中央处理模块的输入端通过导线与微处理器的输出端电性连接。
24.可选的，所述音频监测子模块包括：
25.音频采集单元，用于采集音频数据；
26.功率放大器，用于放大所述音频数据。
27.可选的，所述音频采集单元的输出端通过导线和所述功率放大器的输入端电性连接。
28.本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
29.通过在皮带输送机上设置多个音频监测子模块，可实时对矿井用皮带进行音频监测，且音频监测子模块采用标记编码处理，通过音频分析模块判断出发生故障的监测点的具体位置并且可及时将预警信号发送至监测人员，从而便于后续的故障维修工作，提高了故障检测的效率，提高了皮带输送机运行的稳定性。
30.编号识别模块对监测出故障的音频监测单元上的预警编码进行识别，从而便于将预警信号发送给监测人员，声光报警模块的设置可对皮带输送机周围的工作人员进行预警提示，降低了安全隐患。
31.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
32.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施
例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。
33.图1是根据一示例性实施例示出的一种基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统的框图。
34.图2是根据一示例性实施例示出的一种音频分析模块的框图。
35.图3是根据一示例性实施例示出的一种音频监测子模块的框图。
36.图中包括：中央处理模块1；音频分析模块2；运行状态监测模块3；存储模块4；编号识别模块5；声光报警模块6；异常预警模块7；无线传输模块8；监测显示模块9；标记模块10。音频分析子模块21；音频监测子模块22；音频判断子模块23；微处理器24；音频数据库25。音频采集单元221；功率放大器222。
具体实施方式
37.为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
38.需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
39.煤矿用皮带输送机具有运输量大、工作环境复杂、承载能力强、以吸运输距离较长等特点，在我国的主要产煤区西、内蒙新疆等地使用广泛，煤矿用皮带输送机不仅可以在煤炭生产加工过程中使用，同样也适用在其他矿产的生产加工过程中使用，在能耗方面，可以有效减少能耗提供经济效益，相比汽车运输方式更能节省能源和保护环境，另外煤矿用皮带输送机在维护方面，具有维护量较小、维护相对简单等特点也受到矿业生产加工企业的喜爱。
40.煤矿作业中经常会使用到皮带运输机，由于皮带传输距离长且位于矿井下，当皮带输送机发生故障时难以发现故障点的具体位置，从而难以在皮带运输机发生故障后及时通知到维修人员进行维修。相关技术中，通过定期排查的方式对皮带输送机各个位置进行检查以发现故障，大大增加了人员的劳动力，且检查效率较低，无法及时发现皮带运输机上的故障。因此针对上述不足，本发明提供了一种基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统。
41.图1是根据一示例性实施例示出的一种基于音频分析技术的矿井皮带故障诊断系统的框图，如图1所示，所述系统用于皮带输送机故障分析中，包括以下模块。
42.中央处理模块1，用于接收音频分析模块发送的预警编号，并发送所述预警编号，其中。
43.本技术实施例中，中央处理模块1也称为中央处理器(central processing unit，cpu)是一个计算机的运算核心和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元，中央处理模块1为整个系统的中枢，负责将系统中其他模块联系起来，在各个模块之间传递信息。
44.可选的，中央处理系统1的型号为arm9。
45.音频分析模块2，用于采集皮带上监测点的音频数据以进行音频分析以获取预警编号，其中，所述音频分析模块包括至少一个音频监测子模块。
46.本技术实施例中，在皮带运输机上设置至少一个监测点，由音频监测子模块采集监测点的音频数据，以进行分析确定监测点是否发生故障，如果发生故障，则确定音频监测子模块的编号为预警编号，并将所述预警编号发送至中央处理模块1。所述监测点的设置方式可由实施者根据实际情况确定，在一种可能的实施方式中，在所述皮带上等间隔地设置所述监测点，每隔监测点之间间隔为10厘米。每个监测点上设置一个或多个音频监测子模块，由于一个音频监测子模块采集的音频数据可能有误差，为了减少误差，提高音频分析的准确度，可以在监测点上设置多个音频监测子模块。
47.在一种可能的实施例中，在每个监测点上设置3个音频监测子模块。
48.运行状态监测模块3，用于获取皮带的运行状态数据并发送至所述中央处理模块。
49.存储模块4，用于存储所述音频监测子模块的编号。
50.本技术实施例中，为了区分不同监测点对应的音频监测子模块，通过标记模块10对音频监测子模块进行标记编码，获取所述音频监测子模块对应的编号，并将所述编号存储在存储模块4中。
51.编号识别模块5，用于获取所述中央处理模块发送的预警编号以生成预警信号，其中，所述预警信号包括所述预警编号对应的音频监测子模块和监测点。
52.本技术实施例中，中央处理模块1接收到音频分析模块2发送的所述预警编号后转发给编号识别模块5，所述编号识别模块5根据所述预警编号获取对应的音频监测子模块，进一步地可以获取发生故障的监测点。为了通知维修人员发生故障的位置，编号识别模块5生成预警信号并发送至声光报警模块6和异常预警模块7。
53.声光报警模块6，用于根据所述编号识别模块发送的预警信号进行报警。
54.本技术实施例中，声光报警模块6的设置可对皮带输送机周围的工作人员进行预警提示，告知工作人员皮带发生了故障，降低了安全隐患，声光报警模块6采用的是声光报警器，声光报警器又叫声光警号，是为了满足使用者对报警响度和安装位置的特殊要求而设置，同时发出声、光两种警报信号，专用领域：钢铁冶金、电信铁塔、起重机械、工程机械、港口码头、交通运输、风力发电、远洋船舶等行业，是工业报警系统中的一个配件产品。
55.异常预警模块7，用于接收所述中央处理模块发送的预警信号，并传输至无线传输模块。
56.本技术实施例中，为了进一步提供皮带上发生故障位置的信息，通过异常预警模块7接收的预警信号，并传输至无线传输模块，以使预警信号中预警编号对应的监测点和音频监测子模块可视化。
57.无线传输模块8，用于将所述异常预警模块发送的预警信号通过无线信号发送至监测显示模块。
58.本技术实施例中，无线传输模块8是利用无线技术进行无线传输的一种模块，它被广泛地应用于电脑无线网络，无线通讯，无线控制等领域，无线传输模块8主要由发射器，接收器和控制器组成。
59.监测显示模块9，用于接收所述预警信号并展示所述预警信号中预警编号对应的监测点和音频监测子模块。
60.在一种可能的实施例中，所述监测显示模块9为显示屏。
61.标记模块10，用于对所述监测点对应的所述音频监测子模块进行标记以生成所述音频监测子模块的编号，并将所述编号发送至所述中央处理模块和所述音频分析模块。
62.本技术实施例中，为了区分不同监测点对应的音频监测子模块，通过标记模块10对音频监测子模块进行标记编码，获取所述音频监测子模块对应的编号，并将所述编号存储在存储模块4中。
63.可选的，所述中央处理模块1的输入端通过导线与音频分析模块2的输出端电性连接，所述音频分析模块2的输入端通过导线与所述标记模块10的输出端电性连接，所述运行状态监测模块3的输出端通过导线与所述中央处理模块1的输入端电性连接，所述中央处理模块1的输出端通过导线与所述编号识别模块2的输入端电性连接，所述声光报警模块6的输入端通过导线与所述编号识别模块5的输出端电性连接，所述异常预警模块7的输入端通过导线与所述编号识别模块5的输出端电性连接，所述异常预警模块7的输出端通过导线与所述无线传输模块的输入端电性连接，所述标记模块10与所述中央处理模块1通过无线双向连接，所述存储模块4与所述中央处理模块1通过无线双向连接。
64.可选的，所述声光报警模块6的输入端通过导线与所述中央处理模块1的输出端电性连接，所述异常预警模块7的输入端通过导线与所述中央处理模块1的输出端电性连接。
65.本技术实施例中，所述声光报警模块6可以直接接收所述中央处理模块1输出的预警编号，并发出声音和光亮提醒工作人员发生故障。所述异常预警模块7可以直接接收所述中央处理模块1输出的预警编号，并获取所述预警编号对应的音频监测子模块和监测点，再发送至无线传输模块8以进行可视化。
66.图2是根据一示例性实施例示出的一种音频分析模块的框图。参照图2，该装置包括：音频分析子模块21；音频监测子模块22；音频判断子模块23；微处理器24；音频数据库25。
67.音频分析子模块21，用于根据所述音频数据获取功率数据，所述音频分析子模块21通过无线与微处理器24双向连接。
68.本技术实施例中，通过音频分析模块21接收到音频监测子模块22发送的音频数据后，将音频数据与音频数据库25内预先储存的该监测点正常的音频数据进行对比分析，音频数据库25内为预先检测获取的皮带输送机正常的音频数据，以及正常的音频数据对应的参考功率数据，和功率偏差阈值。在分析的过程中，获取监测点对应的音频监测子模块采集的所述音频数据对应的平均功率，若该监测点的平均功率值与参考功率数据的差小于或等于功率偏差阈值，则确定该监测点未发生异常，若该监测点的平均功率值与参考功率数据的差大于功率偏差阈值，则通过音频判断子模块23判断该监测点出现了故障问题，然后将信号反馈至微处理器24中。
69.音频监测子模块22，用于采集监测点的音频数据，所述音频监测子模块22的输出端通过导线与所述音频分析子模块21的输入端电性连接，所述标记模块10的输出端通过导线与所述音频监测子模块22的输入端电性连接。
70.本技术实施例中，在皮带的各个监测点设置多个音频监测子模块22，且这些音频监测单元22均通过标记模块10进行标记编码确定对应的编号，以便后续区分，所述编号则保存至存储单元4内部。音频监测子模块22采集监测点的音频数据后发送至所述音频分析
子模块21进行故障分析。
71.音频判断子模块23，用于根据所述功率数据、参考功率数据和功率偏差阈值获取所述预警编号，所述音频分析子模块21的输出端通过导线与所述音频判断子模块23的输入端电性连接。
72.本技术实施例中，若监测点的平均功率值与参考功率数据的差大于功率偏差阈值，则通过音频判断子模块23判断该监测点出现了故障问题，然后将信号反馈至微处理器24中。
73.微处理器24，用于接收所述预警编号并发送至所述中央处理模块1，所述中央处理模块1的输入端通过导线与微处理器24的输出端电性连接。
74.本技术实施例中，所述微处理器24用于将预警编号并发送至所述中央处理模块1中以进行预警。
75.音频数据库25，用于存储参考功率数据和功率偏差阈值，所述音频数据库25通过无线与所述微处理器24双向连接。
76.本技术实施例中，所述音频数据库25中存储着各个监测点正常工作状态下的音频数据和音频数据对应的参考功率数据，同时存储着功率偏差阈值，如果监测点对应的音频数据计算的到的功率与参考功率数据的偏差大于功率偏差阈值，则说明该监测点发生故障；如果监测点对应的音频数据计算的到的功率与参考功率数据的偏差小于或等于功率偏差阈值，则说明该监测点没有发生故障。
77.图3是根据一示例性实施例示出的一种音频监测子模块的框图。参照图3，该装置包括：音频采集单元221；功率放大器222。
78.音频采集单元221，用于采集音频数据。
79.功率放大器222，用于放大所述音频数据。
80.本技术实施例中，通过音频采集单元221采集皮带上监测点的音频数据，然后通过功率放大器222将该音频数据放大处理后输入音频分析子模块21，便于后续的音频分析。
81.可选的，所述音频采集单元221的输出端通过导线和所述功率放大器222的输入端电性连接。
82.本技术实施例通过在皮带输送机上设置多个音频监测子模块，可实时对矿井用皮带进行音频监测，且音频监测子模块采用标记编码处理，通过音频分析模块判断出发生故障的监测点的具体位置并且可及时将预警信号发送至监测人员，从而便于后续的故障维修工作，提高了故障检测的效率，提高了皮带输送机运行的稳定性。
83.编号识别模块对监测出故障的音频监测单元上的预警编码进行识别，从而便于将预警信号发送给监测人员，声光报警模块的设置可对皮带输送机周围的工作人员进行预警提示，降低了安全隐患。
84.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
85.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。