工业噪声监视系统的制作方法_2

文档序号:9564126阅读:来源:国知局
包括IEC 62591(无线HART? )在内的射频通信技术之类的无线过程控制环 路协议。在通信模块106中,有线HART?通信电路218和无线HAJRT#通信电路220与 微控制器110耦合,用于向外部位置传输诸如音频信息之类的参数。在一个实施例中,还可 以将静电放电和电涌抑制器222用于对无线HART?电路220的保护。
[0025] 多个噪声监视器100可以定位在工作或其他区域中,例如石油钻井平台、离岸油 气生产平台、工业厂房等等。在一些实施例中,监视器100被配置为使用例如支持有线或无 线HART^的设备,并且在一个实施例中,被嵌入与中心站或控制室相连的网格网络中。在 一个特定配置中,如图7中以框图形式所示的配置,具有多个噪声监视器IOO 1UOO2UOOy IOO4的系统700被配置为在诸如无线HART?网络之类的已商业证实的工业网状网络上工 作。多个噪声监视器100排布在要被监视的位置上,并且在一个实施例中该多个噪声监视 器100是诸如无线HART k网络之类的无线网络网格702的一部分。在一个实施例中,多 个噪声监视器定位在已知位置处。在系统700的一个实施例中,使用诸如网关设备之类的 中心站704,并且中心站704与网格702连接以从多个噪声监视器100中的一个或多个噪声 监视器100接收信息。中心站704可以用于从噪声监视器100向本地或远程的监视或控制 系统发送信息。
[0026] 因此,在一个实施例中,在工业过程中监视声学噪声时使用的现场设备100包括: 声学传感器,被配置为感测工业过程中的声学噪声;耦合到声学传感器的处理电路,被配置 为基于感测到的噪声来识别与员工噪声暴露标准相关的噪声状况;以及输出电路,被配置 为提供响应于噪声状况的输出。在一个实施例中,现场设备用于基于员工噪声暴露标准来 监视噪声,其由危害性噪声状况所例示,例如特定噪声事件、持续处于或高于特定等级的噪 声等级、或者趋向于危害性噪声状况的噪声趋势。
[0027] 在一个实施例中,在一个或多个噪声监视器处的关于噪声等级的信息通过网格网 络702来传递,用于在软件模块、软件模块的用户界面、或软件模块和用户界面的组合内的 进一步的噪声等级趋势、映射和警告功能。图3中显示了用于音频噪声报告、趋势等的用户 界面300的一个实施例。例如,用户界面300可以用于显示针对一个或多个特定噪声、一个 或多个特定监视器、或者其某种组合的随时间推移的噪声等级。如图3所示,在一个实施例 中,用户界面300包括图302和可视仪表型显示304,该可视仪表型显示304以仪表形式示 出了在图302上以历史形式示出的至少一些信息或该信息的融合。
[0028] 图302示出了一段时间内五个分别识别的噪声中的每一个的瞬时噪声等级。五 个分别识别的噪声可以是频率范围或者频带内的噪声等级、来自各个噪声监视器的噪声等 等。图302在显示内容方面是用户可选择的,例如在各种实施例中,示出了以下一项或多 项:随时间推移的当前等级、随时间推移的平均等级、范围带、或者预测性趋势信息(例如, 回归曲线)等。
[0029] 噪声1的仪表显示304被示出为A加权的分贝度数,并且指示两部分信息:噪声 等级306指示74dBA且仪表等级308近似75dBA。在各种实施例中,噪声等级306可以指 示给定时间段内的平均噪声等级、当前噪声等级、峰值噪声等级、局部最大或最小噪声等级 等等。在各种实施例中,仪表等级308可以指示给定时间段内的平均噪声等级、当前噪声等 级、峰值噪声等级、局部最大或最小噪声等级等等。在一个实施例中,用户可以选择显示形 式,例如从可能显示配置的列表中选择,该可能显示配置包括:显示什么信息、以及信息以 什么形式显示(即,诸如图302之类的图、诸如显示304之类的仪表显示、显示和图、图表、 表格的组合等等)。
[0030] 用户界面300在一个实施例中作为软件的前端,该软件收集由噪声监视器收到的 音频信息,并且执行包括(但不限于)以下各项在内的功能:噪声趋势、对某些事件或趋势 的警告、以及噪声映射。用户界面300允许用户选择各种选项用于呈现噪声信息,包括选 择:多个噪声监视器中一个或多个特定噪声监视器、多个噪声中的一个或多个特定噪声、一 个或多个频率范围内的一个或多个噪声、使用加权滤波器来加权按照频率来滤波的一个或 多个噪声、使用加权滤波器来加权或按照频率来滤波的一个或多个监视器、由诸如员工噪 声暴露标准之类的一个或多个准则来确定的危害性噪声状况等等。进一步的,用户可以选 择用于监视趋势、映射等的持续时间。
[0031] 在一个实施例中,一旦进行了对加权选择、滤波选择、噪声监视器位置选择、噪声 类型选择、噪声持续时间、趋势持续时间、阈值噪声强度或频率选择等等中的一项或多项的 用户选择,软件在用户界面300上显示用户可选择的图、图表、仪表等等以示出所选标准。 在软件确定达到了任何标准的预定阈值时(例如基于员工噪声暴露标准),软件提供警告 或其它警报。警告或警报可具有以下形式:用户界面300上的显示、音频警报、可以由外部 警报系统所使用的数字信号、或者它们的某种组合。
[0032] 噪声趋势可以基于任何数量的预定准则来识别,包括(仅作为示例,但不作为限 制):增高的噪声等级、超过阈值的平均噪声等级、超过阈值的加权平均噪声等级等等。这 些也可以用于指示可能达到了员工噪声暴露标准限制并抢先发出警告。
[0033] 还可以执行对噪声来源位置的确定,例如通过基于不同噪声监视器之间的差别或 者在具有已知位置的一个或多个噪声监视器处接收到噪声的时间来识别距离噪声最近的 噪声监视器。
[0034] 如本领域内所知,针对慢速、快速和脉冲设置,提供了用户可选的噪声检测器平均 时间。采样和发送时段也可以是用户可选的。
[0035] 在图4中,针对近似在20Hz到IOkHz之间的频率范围,示出了 A加权402、B加权 404以及C加权406的加权曲线的图400。针对频率响应的传统加权曲线在本领域内是已 知的。虽然图4中示出了 A、B和C加权,通常A和C加权是工业噪声应用中最常用的滤波 器,其中A加权在几乎全世界的声音等级仪表中是强制使用的(例如国际标准IEC 61672)。 C加权是对人耳的更接近的近似,尽管A加权允许与较旧标准的噪声等级进行比较,C加权 被认为是人耳针对高噪声等级的音调的灵敏度的最佳预测器。A加权更能反映由噪声引起 的对人耳的潜在伤害。虽然讨论了 A、B、C和D加权,在不脱离本公开范围的情况下,本公开 的实施例也可以使用附加滤波或加权,例如,Z加权或其它的加权函数,或者线性(无滤波) 加权。加权曲线的使用是已知的,并且在本文中不做进一步描述。此外,还可以使用其他的 员工噪声暴露标准。
[0036] 由于损害人耳的噪声取决于强度和频率,在一些实施例中,基于频率的滤波用来 分离某些噪声和噪声模式。一种频率滤波的方法是通过使用倍频带。倍频带将频谱分为频 带,在频带中最高频率是低频率的两倍。图5中以表格形式示出了具有高频和低频以及中 心频率的传统的倍频带。由于某些频率范围内的声音更有可能造成潜在的听力损害,可以 需要关注这些频率范围内的声音。倍频带滤波器滤掉不在其频带或频率范围内的声音。本 公开的实施例可以例如使用信号调整电路108中的倍频带滤波。虽然讨论了
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