[发明专利]一种基于声音信号的故障诊断方法及其设备

说明书

本发明涉及故障检测技术领域，具体来说是一种基于声音信号的故障诊断方法及其设备，通过声音采集设备持续获取被检测设备周围的声音信息并存储于存储器中，并将每后一采样周期的声音信息与前一采样周期的声音信息进行比较，以判断被检测设备是否发生故障。本发明所提供的基于声音信号的故障诊断方法及其设备，将采集到的声音信息的幅值与前一采样周期的声音信息的幅值作比较，若两者比较后幅值变化超过事先设定的一定百分比，则认为故障发生；而后，则通过处理器根据声音信息的频率判断被检测设备的故障位置，从而便捷地发现故障并找到故障位置。

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，具体来说是一种基于声音信号的故障诊断方法及其设备。

背景技术

我国专利公开号CN107941512A公开了一种列车轮对轴承探伤装置，预先设定好正常轮对轴承自身发出的声音信号的幅值、波形因数、波峰因数、概率密度、峭度系数等，再对采集到的轮对轴承的声音信号提取特征频率并进行波形分析，当采集到的轮对轴承的声音信号波形与正常轮对轴承自身发出的声音信号的波形有明显差异时，说明该轮对轴承出现异常。但是与预先设定好的声音信号可能与实际使用场景下的正常运行信号不相同，从而导致判断异常。

并且，目前传统的声学相机通过双耳麦克风进行定位，采用的是波束形成法，对声源位置进行定位，其存在一定的局限性，在麦克风阵列的极限位置上，比如在阵列的最右端或者最左端乃至最上和最下，以及超过这个范围内的声源会产生鬼影（即真是声源的位置与拍照所得的声源位置完全不一致），因此，目前传统声学相机存在着拍摄范围窄，无法覆盖大角度的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于声音信号的故障诊断方法及其设备，新颖且有效，有助于通过声音信号的识别便捷地实现故障诊断。

为了实现上述目的，设计一种基于声音信号的故障诊断方法，所述的方法如下：通过声音采集设备持续获取被检测设备周围的声音信息并存储于存储器中，并将每后一采样周期的声音信息与前一采样周期的声音信息进行比较，以判断被检测设备是否发生故障。

本发明具有如下优选的技术方案：

若所测得的采样周期的声音信息的幅值大于或小于前一采样周期的声音信息的幅值且超过设定的区间范围，则认为被检测设备发生故障。

将一正常情况下的声音信息的幅值作为基准幅值，将测得的采样周期的所有不同频率的声音信息的幅值分别除以基准频率后生成频谱图并存储于存储器中，频谱图的横轴表征频率，纵轴表征采样周期中的声音信息的幅值与基准幅值的比值。

通过所述的声音信息的频率判断被检测设备的故障位置。

将所测得的采样周期的声音信息的频率与被检测设备的各组件的运动频率相比较，频率相同的组件即为故障组件。

所述的方法还结合声源定位的方法确定被检测设备中故障组件的位置，所述的声源定位方法包括如下步骤：

步骤a.建立声波的入射角和声源与鱼眼镜头之间的距离，与声源距离差之间的对应关系，具体包括：所述的声音采集设备包括一个鱼眼镜头和至少两个麦克风，以两个麦克风构成一对麦克风组，且任意两对麦克风组包含的两个麦克风不完全相同，计算不同的声波的入射角和声源与鱼眼镜头之间的距离所对应的每对麦克风组的声源距离差，所述的声源距离差是指声源与每对麦克风组中每个麦克风之间的距离的差的绝对值。

步骤b.通过所述的对应关系实现对声源的定位，并通过鱼眼镜头进行成像显示，具体包括：通过测得的麦克风组的声源距离差，得到麦克风组的声源距离差所对应的声波的入射角及声源与鱼眼镜头之间的距离，并在鱼眼镜头的成像画面中显示对声源的定位位置。