一种大型设备监测系统的制作方法

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本实用新型涉及智能传感器监测系统技术领域，尤其指一种大型设备监测系统。


背景技术：

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目前越来越多的机械设备被运用到各种场景当中，如各类生产以及设备运行环境、大型项目施工等，对于机械设备运行状态的监测也变得越来越重要。现有设备生产以及运行都是自动化完成，在整个过程不需要人为操作以及控制，这就可能导致生产设备本身无法稳定运转或产生看不到的问题情况发生，从而导致生产产品质量的下降或者设备产生故障。所以要对大型设备各方状态全面监控，为此引进自动化传感器或测定仪安装在生产设备上使用，尤其监测设备温度，设备动态运行状态，设备异响等这些要素。在现有设备监测技术利用振动传感器监测设备运行状态，但有些复杂的机械设备运作状态，振动传感器监测往往不够精准。在传统的设备制造领域，生产线上对设备的异响检测基本上采用人为或者简单的传统噪声测试仪器判断。这种方式受主观诸多因素的影响，在长时间检测环境下，人耳容易产生听觉疲劳，也往往影响检测的准确性。并且，在一些高频率高精度设备，相当部分的噪音特别是高频率的，传统噪声测试仪灵敏度不够无法进行判定，究其原因，是由于传统仪器的技术手段过于简单、检测指标范围不大而导致的。
[0003]
现有专利号为cn 205644154u一种生产设备稳定性的智能传感器监测系统，通过早期存储数据，积累机器和质量相关的数据。即，发生质量问题时，精确地采集振动信息，将其活用可以定型化(profiling)。以定型化的值为基准，有任何数值变化的话，进行判断可以决定是否有异常，这种方式需要前期大量的收集异常信息，且不能监测出新出现的异常状况。cn 109443525 a一种设备异响检测系统及检测方法，通过声音采集模块用于采集设备在上电工作时的运行声音，将采集声音的频谱图与正常的频谱相比较并将采集声音的分贝值与噪声分贝相比较，预响预警发出报警信号，这种方式采集是分别采用单一模块单点采集，对于大型设备显然不够全面、精准。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能对大型设备的噪声进行多点采集、同时还能采集大型设备的振动频率、姿态数据，从而保证检测的准确性的大型设备监测系统。
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为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
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一种大型设备监测系统，包括大型设备，大型设备上根据大型设备的结构设置有若干个数据探测点，大型设备监测系统还包括传感器监测模块，传感器监测模块包括红外温度探测模组、传感模块、压电式硅麦阵列模组、通讯模组和中央处理运算模组，红外温度探测模组安装在大型设备的数据探测点上，用于监测大型设备的温度，传感模块安装在大型设备的数据探测点上，用于监测大型设备的体态数据，大型设备的四周设置有若干个安装点，每个安装点上安装有压电式硅麦，压电式硅麦形成环绕在大型设备四周的压电式硅
麦阵列模组，立体式收集大型设备的运行声音，红外温度探测模组、传感模块、压电式硅麦阵列模组均与通讯模组连接，通讯模组与中央处理运算模组连接，通讯模组用于接收红外温度探测模组、传感模块和压电式硅麦阵列模组的信号，并将信号发送至中央处理运算模组，中央处理运算模组用于监测和计算接收到的信号。
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为优化上述结构形式，采取的具体措施还包括：
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上述的传感模块包括振动加速度传感器和姿态传感器，振动加速度传感器用于监测大型设备的振动频率，姿态传感器用于收集大型设备的姿态数据。
[0009]
上述的压电式硅麦呈一字形或十字形或平面或螺旋或球形或无规则排列形成压电式硅麦阵列模组。
[0010]
上述的通讯模组内设置有用于数据传输或命令控制通信的无线通信模块或有线通讯模块。
[0011]
上述的无线通信模块为wifi或bluetooth或zigbee或ir或nfc或rf。
[0012]
上述的有线通讯模块为lan或rs-232或rs-422或i2s或i2c或jtag或rs-485。
[0013]
上述的中央处理运算模组包括噪声数据处理分析模块、姿态振动数据处理分析模块、温度数据处理分析模块、预警报警模块以及存储器，其中，噪声数据处理分析模块用于分析压电式硅麦阵列模组传来的声音信息，姿态振动数据处理分析模块用于分析传感模块传来的振动频率和姿态数据，温度数据处理分析模块用于分析红外温度探测模组传来的温度信息，预警报警模块用于报警，噪声数据处理分析模块、姿态振动数据处理分析模块、温度数据处理分析模块、预警报警模块均与存储器连接，并将分析的数据存储于存储器中。
[0014]
上述的压电式硅麦的数量为50-2000个。
[0015]
本实用新型的有益效果是：
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1、本实用新型把生产设备本身作为一个管理对象，系统地收集相关的振动、温度、噪声等信息，一共控制系统进行诊断或预防机器的异常，防止生产设备生产的产品出现问题。
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2、本实用新型具有大量麦克风阵列数量，若使用单麦克风监测，声源距离麦克风距离较远，并且真实环境存在大量的噪声、多径反射和混响，导致拾取信号的质量下降，这会严重影响语音识别率。而且，单麦克风接收的信号，是由多个声源和环境噪声叠加的，很难实现各个声源的分离。这样就无法实现声源定位和分离，另外还有一类声音的叠加并非噪声，但是在语音识别中也要抑制，就是人声的干扰，语音识别显然不能同时识别两个以上的声音。 在复杂场景的时候，单麦克风的局限就凸显出来。为了解决单麦克风的这些局限性，本实用新型麦克风阵列由一组按一定几何结构（常用线形、环形）摆放的麦克风组成，对采集的不同空间方向的声音信号进行空时处理，实现噪声抑制、混响去除、人声干扰抑制、声源测向、声源跟踪、阵列增益等功能，进而提高语音信号处理质量，以提高真实环境下的语音识别率。
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3、本实用新型结构简单合理、次品率低、有预见性、实用性强、适用性广的特点。同时，该系统通过综合不同维度的指标对设备进行检测，保证了检测的准确性。
附图说明
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图1是本实用新型的结构示意图。
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图2是传感模块的结构示意图；
[0021]
图3是中央处理运算模组的结构示意图。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
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如图1-3所示为本实用新型的结构示意图，
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其中的附图标记为：大型设备1、红外温度探测模组2、传感模块3、振动加速度传感器31、姿态传感器32、压电式硅麦阵列模组4、中央处理运算模组5、通讯模组6。
[0025]
本实施例的一种大型设备监测系统，包括大型设备1，大型设备1上根据大型设备1的结构设置有若干个数据探测点，大型设备监测系统还包括传感器监测模块，传感器监测模块包括红外温度探测模组2、传感模块3、压电式硅麦阵列模组4、通讯模组6和中央处理运算模组5，红外温度探测模组2安装在大型设备1的数据探测点上，用于监测大型设备1的温度，传感模块3安装在大型设备1的数据探测点上，用于监测大型设备1的体态数据，大型设备1的四周设置有若干个安装点，每个安装点上安装有压电式硅麦，压电式硅麦形成环绕在大型设备1四周的压电式硅麦阵列模组4，立体式收集大型设备1的运行声音，红外温度探测模组2、传感模块3、压电式硅麦阵列模组4均与通讯模组6连接，通讯模组6与中央处理运算模组5连接，通讯模组6用于接收红外温度探测模组2、传感模块3和压电式硅麦阵列模组4的信号，并将信号发送至中央处理运算模组5，中央处理运算模组5用于监测和计算接收到的信号。
[0026]
实施例中，传感模块3包括振动加速度传感器31和姿态传感器32，振动加速度传感器31用于监测大型设备1的振动频率，姿态传感器32用于收集大型设备1的姿态数据。
[0027]
实施例中，压电式硅麦呈一字形或十字形或平面或螺旋或球形或无规则排列形成压电式硅麦阵列模组4。
[0028]
实施例中，通讯模组6内设置有用于数据传输或命令控制通信的无线通信模块或有线通讯模块。
[0029]
实施例中，无线通信模块为wifi或bluetooth或zigbee或ir或nfc或rf。
[0030]
实施例中，有线通讯模块为lan或rs-232或rs-422或i2s或i2c或jtag或rs-485。
[0031]
实施例中，中央处理运算模组5包括噪声数据处理分析模块、姿态振动数据处理分析模块、温度数据处理分析模块、预警报警模块以及存储器，其中，噪声数据处理分析模块用于分析压电式硅麦阵列模组4传来的声音信息，姿态振动数据处理分析模块用于分析传感模块3传来的振动频率和姿态数据，温度数据处理分析模块用于分析红外温度探测模组2传来的温度信息，预警报警模块用于报警，噪声数据处理分析模块、姿态振动数据处理分析模块、温度数据处理分析模块、预警报警模块均与存储器连接，并将分析的数据存储于存储器中。
[0032]
实施例中，压电式硅麦的数量为50-2000个。
[0033]
红外温度探测模组2设置于大型设备1附近，温度探测点设置在设备需要监测部位。
[0034]
传感器模块监测生产设备的项目包括振动数据和姿态数据，传感器模块设置于设备的机身，其中包含姿态传感器32imu，以及振动加速度传感器31，分别测量设备姿态数据
以及振动频率。设备在正常运作过程中，其振动频率，姿态角度都是在一定范围内，若超出范围，则发出警报。
[0035]
压电式硅麦阵列模组4设置于大型设备1附近，用于采集设备在上电工作时的运行声音，监测设备有无异常噪声。包括硅麦克风以及阵列布局，首先硅麦克风有很多种类，压电式硅麦克风的特性在于其测量频率范围很大，可达几百k数量级，另外其灵敏度也很高，可以测量更加精准。麦克风阵列一般来说有线形、环形和球形之分，比如一字、十字、平面、螺旋、球形及无规则阵列等。
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通讯模组6内设置有用于数据传输或命令控制通信的通信模块，其通信方式为无线通信或有线通信。无线通信可以使用wifi、bluetooth、zigbee、ir、nfc或rf方式等利用无线射频的最新技术；有线通信可以使用lan、rs-232、rs-422、i2s、i2c、jtag或rs-485，以及电线通信等线连接技术。监测装置采用无线通信，不需要布线工程，不受监测点个数限制，大大提高了监测装置的安装效率，同时节省了布线的耗材成本。
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中央处理运算模组5内设置包括噪声数据处理分析模块、姿态振动数据处理分析模块、温度数据处理分析模块、预警报警模块以及存储器。温度数据处理分析模块，通过红外传感器得到的温度数值，分析处理，判断是否超出正常指标；噪声数据处理模块用于将采集的声音转换为频谱图和噪声分贝值，将采集声音的频谱图与正常的频谱相比较并将采集声音的分贝值与噪声分贝相比较，利用系统对各段频谱、分贝值的统计参数进行多维度的判定，找出与人工判定的对比，不断修正各测试指标的限值，逐渐达到与人工判定结果相匹配，并确定合格产品与不合格产品的各项指标范围。存储器自动存储记录所需信息，如异常状态记录、设备报警日志等。姿态振动数据处理分析模块，通过振动加速度传感器31及姿态传感器32imu，自动监测生产设备的振动频率情况以及姿态角度，发现问题或预见征兆，可以更迅速找到异常，以免影响设备运作。预警报警模块，在mcu分析出现异常状态下发出报警信号，同时把相关信息存储至存储器中。
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以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理上提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。