專利名稱：一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及設(shè)備故障在線聲波診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算 法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備或管道在運(yùn)行中均會(huì)由于摩擦而發(fā)出各類噪聲，該噪聲中既包含超低頻 的次聲波，也包含可聽頻段聲波和超高頻的超聲波，由于聲波信號(hào)的傳輸距離隨著頻率的 增加而快速降低，如頻率為1000Hz的聲波信號(hào)傳輸距離在達(dá)到7Km后能量衰減90 %，而 IHz的次聲波則是要在傳輸距離超過3000Km后能量才會(huì)衰減90%。因此通過次聲波頻段 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行異常狀態(tài)的遠(yuǎn)距離非接觸式故障診斷。不同的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備或輸送管道在運(yùn)行過程中所發(fā)出的次聲波聲紋信號(hào)非常類似人 類的指紋，具有唯一性，通過對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的次聲波信號(hào)進(jìn)行識(shí)別可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的身份 鑒別和定位，尤其適合國防上對(duì)不明設(shè)備的鑒別和偵聽。同一臺(tái)設(shè)備在不同異常狀況時(shí)所發(fā)出的次聲波聲紋也是完全不同的，但同一類設(shè) 備運(yùn)行異常狀態(tài)的次聲波聲紋信號(hào)的相似度是非常高的，因此可以通過對(duì)次聲波信號(hào)的聲 紋識(shí)別來對(duì)設(shè)備異常狀態(tài)類型進(jìn)行診斷。目前國內(nèi)和國際上對(duì)設(shè)備運(yùn)行異常狀態(tài)的在線聲波診斷主要集中在超聲波探傷 和聲發(fā)射診斷領(lǐng)域，而聲紋識(shí)別方法目前主要應(yīng)用于動(dòng)物(包括人類)的身份識(shí)別和鑒定， 將聲紋識(shí)別方法應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的次聲波診斷技術(shù)還未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置，通過內(nèi) 置聲紋識(shí)別算法對(duì)各種設(shè)備和管道的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別和診斷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置，包括外殼、次聲波傳感器、數(shù)據(jù)采 集處理模塊、自組網(wǎng)通信模塊、時(shí)空坐標(biāo)采集模塊，次聲波傳感器與數(shù)據(jù)采集處理模塊相連 接，數(shù)據(jù)采集處理模塊還分別與自組網(wǎng)通信模塊及時(shí)空坐標(biāo)采集模塊相連接，自組網(wǎng)通信 模塊與時(shí)空坐標(biāo)采集模塊設(shè)置于外殼內(nèi)；所述的次聲波傳感器與被監(jiān)測介質(zhì)耦合接觸，將接收的次聲波信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采 集處理模塊；所述的數(shù)據(jù)采集處理模塊接收次聲波傳感器傳來的數(shù)據(jù)，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法 分析和處理，提取特征信號(hào)和異常信號(hào)分析處理，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳遞給自組網(wǎng)通信模 塊；所述的時(shí)空坐標(biāo)采集模塊，接收全球定位衛(wèi)星傳來的本裝置空間位置信息和衛(wèi)星 時(shí)鐘信號(hào)，并將時(shí)空坐標(biāo)信息打印到傳感器信息中；所述的自組網(wǎng)通信模塊接收數(shù)據(jù)采集處理模塊的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和原始傳感器數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)送出到中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)分析和異常/故障狀態(tài)診 斷，形成報(bào)告。所述 的次聲波傳感器工作頻率為0. 01 20Hz。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是當(dāng)次聲波傳感器對(duì)設(shè)備發(fā)出的次聲 波信號(hào)進(jìn)行聲紋識(shí)別后，可以提取分布于0. 01 20Hz內(nèi)不同頻點(diǎn)內(nèi)的正常運(yùn)行產(chǎn)生的次 聲波信號(hào)、各種操作產(chǎn)生的次聲波信號(hào)、各類異常狀態(tài)所產(chǎn)生的次聲波信號(hào)，并以設(shè)備的特 征聲紋作為區(qū)別本設(shè)備與外界環(huán)境及其它設(shè)備的特征量進(jìn)行唯一性定位，從而實(shí)現(xiàn)各種設(shè) 備和管道的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別和診斷。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例控制結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型安裝狀態(tài)實(shí)施例示意圖；圖4是本實(shí)用新型在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)診斷中的實(shí)施例示意圖；圖5是本實(shí)用新型在管道運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測中的實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明見圖1、圖2，是本實(shí)用新型一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置實(shí)施例 結(jié)構(gòu)示意圖及控制結(jié)構(gòu)示意圖，包括外殼3、次聲波傳感器1、數(shù)據(jù)采集處理模塊2、自組網(wǎng) 通信模塊5、時(shí)空坐標(biāo)采集模塊4，次聲波傳感器1與數(shù)據(jù)采集處理模塊2相連接，數(shù)據(jù)采集 處理模塊2還分別與設(shè)在外殼3內(nèi)的自組網(wǎng)通信模塊5和時(shí)空坐標(biāo)采集模塊4相連接。所 述的次聲波傳感器1工作頻率為0. 01 20Hz。見圖3，是本實(shí)用新型安裝狀態(tài)實(shí)施例示意圖，次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置8d安裝在主 油路12的管壁上，次聲波傳感器暴露在油液中，同時(shí)要求保證被監(jiān)測部位也要充分暴露在 連續(xù)的油液中，確保次聲波信號(hào)在油液中的連續(xù)傳播，由次聲波傳感器接收次聲波信號(hào)并 對(duì)各監(jiān)測部位產(chǎn)生的次聲波信號(hào)進(jìn)行聲紋識(shí)別和狀態(tài)診斷。次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置可安裝在 各種氣體和液體介質(zhì)中，只要保證被監(jiān)測部位充分暴露在連續(xù)的介質(zhì)(如空氣、油、海水) 中，能確保信號(hào)的連續(xù)性即可。見圖4，是本實(shí)用新型在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)診斷中的實(shí)施例示意圖，次聲波信號(hào)監(jiān)測裝 置8a、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置Sb、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置8c均安裝在重型機(jī)械加壓集中式潤滑 系統(tǒng)的各取樣點(diǎn)上，活塞加壓泵11通過主油路10為各設(shè)備提供潤滑，并保證潤滑油為滿管 運(yùn)行，當(dāng)設(shè)備6、設(shè)備7、設(shè)備9任何一臺(tái)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)潤滑部位發(fā)生異常狀態(tài)后，摩擦部位將 產(chǎn)生次聲波特征信號(hào)，次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置8a、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置Sb、次聲波信號(hào)監(jiān)測 裝置8c均會(huì)接收到該次聲波特征信號(hào)，通過對(duì)次聲波特征信號(hào)聲紋的進(jìn)行分析后，可以對(duì) 各潤滑部位的異常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷，同時(shí)由于次聲波特征信號(hào)到達(dá)次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置 8a、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置Sb、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置8c的時(shí)間差，還可對(duì)監(jiān)測范圍內(nèi)的異常 設(shè)備的位置進(jìn)行定位。見圖5，是本實(shí)用新型在管道運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測中的實(shí)施例示意圖，次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置13a、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置13b被安裝在管道的兩端，當(dāng)管道發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)，如閥門 的開閉、泵的啟停、管道的破裂與泄漏，次聲波信號(hào)將通過連續(xù)的液體或氣體傳播到兩端的 次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置13a、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置13b，經(jīng)過聲紋識(shí)別后判斷管道運(yùn)行的異常 狀態(tài)類型后，發(fā)送到中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)14，通過計(jì)算同一聲紋到達(dá)兩端次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置 13a、次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置13b的時(shí)間差計(jì)算確定發(fā)生運(yùn)行異常的具體位置。
權(quán)利要求一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置，其特征在于，包括外殼、次聲波傳感器、數(shù)據(jù)采集處理模塊、自組網(wǎng)通信模塊、時(shí)空坐標(biāo)采集模塊，次聲波傳感器與數(shù)據(jù)采集處理模塊相連接，數(shù)據(jù)采集處理模塊還分別與自組網(wǎng)通信模塊及時(shí)空坐標(biāo)采集模塊相連接，自組網(wǎng)通信模塊與時(shí)空坐標(biāo)采集模塊設(shè)置于外殼內(nèi)；所述的次聲波傳感器與被監(jiān)測介質(zhì)耦合接觸，將接收的次聲波信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集處理模塊；所述的數(shù)據(jù)采集處理模塊接收次聲波傳感器傳來的數(shù)據(jù)，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法分析和處理，提取特征信號(hào)和異常信號(hào)分析處理，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳遞給自組網(wǎng)通信模塊；所述的時(shí)空坐標(biāo)采集模塊，接收全球定位衛(wèi)星傳來的本裝置空間位置信息和衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)，并將時(shí)空坐標(biāo)信息打印到傳感器信息中；所述的自組網(wǎng)通信模塊接收數(shù)據(jù)采集處理模塊的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和原始傳感器數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)送出到中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)分析和異常/故障狀態(tài)診斷，形成報(bào)告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置，其特征在 于，所述的次聲波傳感器工作頻率為0. 01 20Hz。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)置聲紋識(shí)別算法的次聲波信號(hào)監(jiān)測裝置，其特征在于，包括外殼、次聲波傳感器、數(shù)據(jù)采集處理模塊、自組網(wǎng)通信模塊、時(shí)空坐標(biāo)采集模塊，次聲波傳感器與數(shù)據(jù)采集處理模塊相連接，數(shù)據(jù)采集處理模塊還分別與自組網(wǎng)通信模塊及時(shí)空坐標(biāo)采集模塊相連接；所述的次聲波傳感器工作頻率為0.01～20Hz。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是當(dāng)次聲波傳感器對(duì)設(shè)備發(fā)出的次聲波信號(hào)進(jìn)行聲紋識(shí)別后，可以提取分布于0.01～20Hz內(nèi)不同頻點(diǎn)內(nèi)的正常運(yùn)行產(chǎn)生的次聲波信號(hào)、各種操作產(chǎn)生的次聲波信號(hào)、各類異常狀態(tài)所產(chǎn)生的次聲波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備和管道的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離識(shí)別和診斷。
文檔編號(hào)G01N29/44GK201723985SQ20102013280
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
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