一種故障檢測裝置制造方法及圖紙

一種故障檢測裝置，包括頻譜檢測模塊、單片機(jī)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊；頻譜檢測模塊包括一麥克風(fēng)，麥克風(fēng)與單片機(jī)電性相連；單片機(jī)分別與麥克風(fēng)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊電性相連，用于控制麥克風(fēng)檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號，并對麥克風(fēng)傳送的電信號進(jìn)行頻譜分析，在檢測到故障發(fā)生時(shí)觸發(fā)報(bào)警模塊，同時(shí)使聲源定位模塊處于工作狀態(tài)；聲源定位模塊包括溫度傳感器和麥克風(fēng)陣列，溫度傳感器記錄在故障發(fā)生時(shí)的環(huán)境溫度得出聲速，麥克風(fēng)陣列記錄故障發(fā)生時(shí)待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號到達(dá)麥克風(fēng)陣列中不同麥克風(fēng)的時(shí)間，得出時(shí)間差，進(jìn)而得出待測機(jī)械故障點(diǎn)的平面投影位置；報(bào)警模塊在故障發(fā)生時(shí)發(fā)出警報(bào)信號，并顯示故障點(diǎn)的平面投影位置。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電子儀器
，尤其涉及一種采用聲音識別定位故障、用于大型機(jī)械的故障警報(bào)和故障定位的故障檢測裝置。
技術(shù)介紹
大型機(jī)械的結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，對維修技術(shù)人員的要求高，而大型機(jī)械一般數(shù)量較少，為大型機(jī)械極少出現(xiàn)的故障專門配置一個(gè)技術(shù)人員成本太高，為此，人們采取了安裝故障檢測裝置的辦法。目前已知的故障檢測裝置有I、中國專利公開文件CN200710047302“車輛軸承故障檢測儀及故障檢測方法”，該申請利用軸承故障時(shí)的聲音特征來進(jìn)行判斷。所述的檢測儀包括連接器，連接器具有與車輪輪軸孔相匹配的固定部件，連接器連接并固定于車輪上；驅(qū)動器，驅(qū)動器驅(qū)動連接器，帶動車輪旋轉(zhuǎn)，模擬車輪的行駛狀態(tài)；分貝儀，測量車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的聲音，并分別顯示其中高頻、中頻、低頻分量的數(shù)值；電源模塊，提供電源。該申請將檢測的聲音按照高頻、中頻、低頻進(jìn)行量化，根據(jù)量化的指標(biāo)作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，避免了依靠主觀經(jīng)驗(yàn)判斷帶來的不確定性。其不足之處是因?yàn)橹环謩e顯示其中高頻、中頻、低頻分量的數(shù)值，所以對于高精度要求的故障識別不適用。2、中國專利公開文件CN200610037647“故障檢測系統(tǒng)以及方法”，該申請用以對一電子設(shè)備進(jìn)行故障檢測，而所采取的電子設(shè)備設(shè)有至少二個(gè)具有第一及第二通斷線路的開關(guān)單元，其中，所述的開關(guān)單元的第一通斷線路與該電子設(shè)備電性連接，以提供該電子設(shè)備進(jìn)行通斷路的控制；該開關(guān)單元導(dǎo)通時(shí)，透過一檢測信號產(chǎn)生模塊輸出一檢測信號給該開關(guān)單元的第二通斷線路信號輸入端；接著借由一信號比較模塊讀取該檢測信號以及該開關(guān)單元的第二通斷線路信號輸出端所輸出的反饋信號，并比較該檢測信號與該反饋信號是否為相同信號，若是，則輸出一正常運(yùn)作信號，并重復(fù)進(jìn)行上述故障檢測的流程，若否，則輸出一故障信號。因此，透過該申請的故障檢測系統(tǒng)，可大幅度提高故障檢測效率，且易于實(shí)施。該申請的不足之處是只能檢測含有開關(guān)單元的電子設(shè)備，適用面窄，不適合普及推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于解決上述問題，提供一種故障檢測裝置，該裝置利用聲電轉(zhuǎn)換原理，并以頻譜分析為依據(jù)，能精確、快速地檢測出待測機(jī)械的故障位置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)方案。一種故障檢測裝置，包括頻譜檢測模塊、單片機(jī)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊；所述頻譜檢測模塊包括一麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)與所述單片機(jī)電性相連，用于檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號并將所述聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號傳送給所述單片機(jī)；所述單片機(jī)分別與所述麥克風(fēng)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊電性相連，用于向所述頻譜檢測模塊發(fā)出控制信號，控制所述麥克風(fēng)檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號，并對所述麥克風(fēng)傳送的電信號進(jìn)行頻譜分析，在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量相同時(shí)繼續(xù)控制所述麥克風(fēng)進(jìn)行檢測，在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)觸發(fā)所述報(bào)警模塊，同時(shí)使聲源定位模塊處于工作狀態(tài)；所述聲源定位模塊包括一溫度傳感器和麥克風(fēng)陣列，所述溫度傳感器用于記錄在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)的環(huán)境溫度，從而得出聲速，所述麥克風(fēng)陣列用于記錄在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)，待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號到達(dá)所述麥克風(fēng)陣列中不同麥克風(fēng)的時(shí)間，得出時(shí)間差，進(jìn)而得出待測機(jī)械故障點(diǎn)的平面投影位置；所述報(bào)警模塊在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號，并顯示待測機(jī)械故障點(diǎn)的平面投影位置。進(jìn)一步，所述單片機(jī)包括一計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)器每分鐘向所述頻譜檢測模塊發(fā)出控制信號，控制所述麥克風(fēng)檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號。進(jìn)一步，所述麥克風(fēng)陣列包括至少3個(gè)麥克風(fēng)。進(jìn)一步，所述頻譜檢測模塊中的麥克風(fēng)和所述麥克風(fēng)陣列中的麥克風(fēng)均包括駐極體話筒和NE555芯片。進(jìn)一步，所述報(bào)警模塊包括一蜂鳴器和數(shù)碼管，所述蜂鳴器用于在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲；所述數(shù)碼管用于顯示待測機(jī)械故障點(diǎn)的平面投影位置。可選的，所述的蜂鳴器采用壓電式蜂鳴器。本技術(shù)一種故障檢測裝置的積極效果是(I)檢測精度高、適用檢測故障的范圍廣；(2)操作簡單，檢測與定位都通過單片機(jī)完成，對于操作者的技術(shù)要求低；(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉。附圖說明圖I是本技術(shù)一種故障檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)一種故障檢測裝置工作流程示意圖；圖3是本技術(shù)一種故障檢測裝置故障點(diǎn)定位示意圖。圖中的標(biāo)號分別表示11、頻譜檢測模塊；111、麥克風(fēng)；12、單片機(jī)；13、聲源定位模塊；131、溫度傳感器；132、麥克風(fēng)陣列；14、報(bào)警模塊；141、蜂鳴器；142、數(shù)碼管。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)一種故障檢測裝置做詳細(xì)說明。參見圖1，一種故障檢測裝置，包括頻譜檢測模塊11、單片機(jī)12、聲源定位模塊13以及報(bào)警模塊14。所述頻譜檢測模塊11包括一麥克風(fēng)111，所述麥克風(fēng)111與所述單片機(jī)12電性相連，用于檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號并將所述聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號傳送給所述單片機(jī)12。所述麥克風(fēng)111包括駐極體話筒和NE555芯片。其中，駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)；NE555芯片可以使發(fā)送的電信號為可調(diào)節(jié)，所以用戶根據(jù)4實(shí)際測量環(huán)境(例如，不同的機(jī)械結(jié)構(gòu))，在設(shè)定基準(zhǔn)幅值變量時(shí)做相應(yīng)調(diào)整。首先對所述頻譜檢測模塊11的麥克風(fēng)111進(jìn)行初始化。待測機(jī)械在一定的工作場合正常使用時(shí)會發(fā)出一些聲音，麥克風(fēng)111檢測得到正常狀態(tài)下的聲音信號后，將所述正常聲音信號其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號通過導(dǎo)線傳遞到單片機(jī)12，由單片機(jī)12進(jìn)行頻譜分析，得到基準(zhǔn)幅值變量，之后麥克風(fēng)111傳送到單片機(jī)12的電信號經(jīng)頻譜分析后與基準(zhǔn)幅值變量作對比，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理。因?yàn)槿魏我粋€(gè)電信號都可以利用傅里葉變換轉(zhuǎn)換成N次諧波，取前三個(gè)諧波并將其轉(zhuǎn)換合成為頻域信號，得到所檢測到電信號的幅值變量，所以記錄這三個(gè)諧波的系數(shù)就是記錄了這個(gè)電信號；如果要提高精度可以增加為取前四個(gè)諧波，只需相應(yīng)地改變單片機(jī)的型號以提高單片機(jī)的性能。所述單片機(jī)12分別與所述麥克風(fēng)111、聲源定位模塊13以及報(bào)警模塊14電性相連。所述單片機(jī)12采用凌陽61型單片機(jī)，該單片機(jī)12具有低功耗、低電壓以及指令系統(tǒng)功能強(qiáng)、效率高的優(yōu)點(diǎn)。所述單片機(jī)12向所述頻譜檢測模塊11發(fā)出控制信號，控制所述麥克風(fēng)111檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號。所述單片機(jī)12包括一計(jì)時(shí)器，設(shè)定所述計(jì)時(shí)器每分鐘向所述頻譜檢測模塊11發(fā)出控制信號，控制所述麥克風(fēng)111檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號，所述麥克風(fēng)111將檢測到的聲音信號經(jīng)過轉(zhuǎn)化后變?yōu)殡娦盘杺魉偷絾纹瑱C(jī)12中。所述單片機(jī)12將接收到的電信號進(jìn)行傅里葉變換轉(zhuǎn)換成N次諧波，取前三個(gè)諧波并將其轉(zhuǎn)換合成為頻域信號。所述單片機(jī)12對所述頻域信號的幅值變量，與原先測得待測機(jī)械正常運(yùn)行情況下的對應(yīng)頻譜信號(基準(zhǔn)幅值變量)作對比，若相同則繼續(xù)該循環(huán)(即繼續(xù)控制所述麥克風(fēng)111進(jìn)行檢測)；若不相同，單片機(jī)12發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述報(bào)警模塊14 ;同時(shí)發(fā)出使能信號，使聲源定位模塊13處于工作狀態(tài)。所述聲源定位模塊13包括一溫度傳感器131和麥克風(fēng)陣列132。所述溫度傳感器131用于記錄在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)的環(huán)境溫度，從而得出聲速；所述聲速可本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種故障檢測裝置，其特征在于，包括頻譜檢測模塊、單片機(jī)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊；所述頻譜檢測模塊包括一麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)與所述單片機(jī)電性相連，用于檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號并將所述聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號傳送給所述單片機(jī)；所述單片機(jī)分別與所述麥克風(fēng)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊電性相連，用于向所述頻譜檢測模塊發(fā)出控制信號，控制所述麥克風(fēng)檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號；所述聲源定位模塊包括一溫度傳感器和麥克風(fēng)陣列；所述報(bào)警模塊在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號，并顯示待測機(jī)械故障點(diǎn)的平面投影位置。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種故障檢測裝置，其特征在于，包括頻譜檢測模塊、單片機(jī)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊；所述頻譜檢測模塊包括一麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)與所述單片機(jī)電性相連，用于檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號并將所述聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號傳送給所述單片機(jī)；所述單片機(jī)分別與所述麥克風(fēng)、聲源定位模塊以及報(bào)警模塊電性相連，用于向所述頻譜檢測模塊發(fā)出控制信號，控制所述麥克風(fēng)檢測待測機(jī)械發(fā)出的聲音信號；所述聲源定位模塊包括一溫度傳感器和麥克風(fēng)陣列；所述報(bào)警模塊在所檢測到的電信號的幅值變量與基準(zhǔn)幅值變量不相同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號，并顯示待測機(jī)械故障點(diǎn)的平面投影位置。2.如權(quán)利要求I所述的一種故障檢測裝置，其特征在于，所述單片機(jī)包括一計(jì)時(shí)器，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳倩倩，陳盼晴，陸永耕，謝秋池，傅超，趙永剛，陸昕杰，
申請(專利權(quán))人：上海電機(jī)學(xué)院，
類型：實(shí)用新型
國別省市：