CN110631687A - 无线振动采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开无线振动采集器,其能够检测噪音源,包括:一组麦克风阵列、一组麦克风阵列采样电路及一个无线发送模块。一组麦克风阵列的采集端能够采集噪音源的声波信息。多个麦克风的采集端能沿一个设定轨迹排列。一组麦克风阵列采样电路与一组麦克风阵列的信号输出端连接。无线传输模块能够将一组麦克风阵列所采集的音频及振动源信息向远程的设定检测端发送。本发明中的无线振动采集器无需贴合被测件安装即可达到振动数据采集的功能。麦克风阵列具有波束形成特性,可以选择性的接收特定方向的噪声,达到抗干扰,定位故障点的效果。无线数据传输可以摆脱接线的束缚,增加使用场景的便利性。且成本相对低廉。
Description
技术领域
本发明属于声学以及机械振动领域,应用于振动源检测,尤其涉及一种无线振动采集器。
背景技术
随着现代工业化生产日益发达,在生产中会用到大量的电机与发动设备,这些经常处于不间断的工作状态,其自身在不断的磨损就不可避免的会出现各种机械故障。为了减少经济损失,同时提高人生安全,对设备实时的振动监测、故障预测及诊断变得非常重要,而其中机械振动信号的采集和分析是机械故障诊断中应用最为常见有效的方法。现有的振动监测传感器采用的是压电陶瓷或者是MEMS加速度传感器,这些加速度敏感传感器一般价格昂贵,且需要与被测物体紧密安装,具有一定的成本局限性和使用局限性。如:压电陶瓷传感器结构复杂,传感器组成需要,恒流电源,ad采集,整体成本较高。传统加速度传感器需要紧贴机械安装,对于一些高危高压设备不具有安装条件。传统加速度传感器的为有线连接,具有一定的局限性。传统加速度传感器需要紧贴机械安装,无法根据振动的传递特点来判断故障的物理位置。
发明内容
本发明实施方式提供无线振动采集器,用于至少解决上述技术问题之一。
本发明提供了无线振动采集器,其能够检测噪音源,所述无线振动采集器包括:一组麦克风阵列、一组麦克风阵列采样电路及一个无线发送模块。一组麦克风阵列,其具有多个能够采集音频信号的多个麦克风,所述麦克风的采集端能够采集噪音源的声波信息。所述麦克风具有信号输出端,所述多个麦克风的采集端能沿一个设定轨迹排列。所述一组麦克风阵列的设定轨迹能够接近所述噪音源设置。
一组麦克风阵列采样电路,所述一组麦克风阵列采样电路与所述一组麦克风阵列的信号输出端连接,以使所述一组麦克风阵列采样电路能够采集所述一组麦克风阵列的音频及振动源信息。一个无线发送模块,其输入端与所述一组麦克风阵列采样电路的采集输出端连接,所述无线传输模块能够将所述一组麦克风阵列所采集的音频及振动源信息向远程的设定检测端发送。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述设定轨迹为半圆弧形轨迹、直线轨迹或折线轨迹。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述一组麦克风阵列采样电路中单一所述麦克风采样与所述两个麦克风阵列的信号输出端连接。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述无线发送模块中还包括,
一个噪音判断处理器,其能够接收来自所述无线发送模块发送的所述一组麦克风阵列所采集的音频及振动源信息。所述噪音判断处理器判断所述麦克阵列的音频及振动源信息所对应的所述麦克风阵列的相位信息。频谱处理所述麦克风阵列的相位信息获取差异相位,根据所述差异相位获取所述一组麦克风阵列所对应的异常位置信息。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述噪音判断处理器将所述异常位置信息存储到本地。所述无线发送模块将所述异常位置信息向远程的设定检测端发送。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述一组麦克风阵列中麦克风的数量为6个。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述麦克风阵列采样电路的数量为3个。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,还包括,一个机架,其具有一个测试支撑面,所述麦克风阵列固定于所述测试支撑面。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述噪音源固定于所述测试支撑面且与所述麦克风阵列为设定距离。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述设定距离为1m~1.2m。
本发明中的无线振动采集器的有益效果是:无需贴合被测件安装即可达到振动数据采集的功能。麦克风阵列具有波束形成特性,可以选择性的接收特定方向的噪声,达到抗干扰,定位故障点的效果。无线数据传输可以摆脱接线的束缚,增加使用场景的便利性。且成本相对低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施方式提供的无线振动采集器中麦克风的排布示意图。
图2为本发明一实施方式提供的无线振动采集器的各模块连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了无线振动采集器,如图1、2所示,无线振动采集器能够检测噪音源,即待测机械201工作时所产生的噪音源。所述无线振动采集器包括:一组麦克风阵列10、一组麦克风阵列采样电路30及一个无线发送模块401。一组麦克风阵列10,其具有多个能够采集音频信号的多个麦克风101、102、103、104、105及106,所述麦克风101、102、103、104、105及106的采集端能够采集噪音源的声波信息。所述麦克风101、102、103、104、105及106具有信号输出端,所述多个麦克风101、102、103、104、105及106的采集端能沿一个设定轨迹排列。所述一组麦克风阵列10中的麦克风101、102、103、104、105及106的设定轨迹能够接近所述噪音源设置。
一组麦克风阵列采样电路30中包括多个采集电路301、302及303,所述一组麦克风阵列采样电路30与所述一组麦克风阵列10的信号输出端连接,以使所述一组麦克风阵列采样电路30能够采集所述一组麦克风阵列10的音频及振动源信息。一个无线发送模块401,其输入端与所述一组麦克风阵列采样电路30的采集输出端连接,所述无线传输模块能够将所述一组麦克风阵列10所采集的音频及振动源信息向远程的设定检测端发送。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述设定轨迹为半圆弧形轨迹、直线轨迹或折线轨迹。从而能更准确检测噪音源。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述一组麦克风阵列采样电路30中单一所述麦克风采样与所述两个麦克风阵列的信号输出端连接。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述无线发送模块401中还包括,
一个噪音判断处理器,其能够接收来自所述无线发送模块401发送的所述一组麦克风阵列10所采集的音频及振动源信息。所述噪音判断处理器判断所述麦克阵列的音频及振动源信息所对应的所述麦克风阵列的相位信息。频谱处理所述麦克风阵列的相位信息获取差异相位,根据所述差异相位获取所述一组麦克风阵列10所对应的异常位置信息。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述噪音判断处理器将所述异常位置信息存储到本地。所述无线发送模块401将所述异常位置信息向远程的设定检测端发送。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述一组麦克风阵列10中麦克风的数量为6个。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述麦克风阵列采样电路的数量为3个。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,还包括,一个机架,其具有一个测试支撑面,所述麦克风阵列固定于所述测试支撑面。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述噪音源固定于所述测试支撑面且与所述麦克风阵列为设定距离。
在本发明一种优选的实施方式中,其中,所述设定距离为1m~1.2m。
本发明中的无线振动采集器的有益效果是:无需贴合被测件安装即可达到振动数据采集的功能。麦克风阵列具有波束形成特性,可以选择性的接收特定方向的噪声,达到抗干扰,定位故障点的效果。无线数据传输可以摆脱接线的束缚,增加使用场景的便利性。且成本相对低廉。
本发明的目的是提供一种基于麦克风阵列的振动无线监测装置,解决了现有技术中存在的设备昂贵,安装受限,定位困难等问题。
发明所采用的技术方案是,利用MEMS麦克风阵列采集机械由振动产生的噪声,在一定的频率范围内采集到机械的振动信息,再通过WiFi网络将阵列数据传送到数据库的技术。
本发明的主要组成分为阵列麦克风与采集模块;数据采集软件与WiFi发送模块。
阵列麦克风与采集模块:此部分又分为麦克风阵列电路与ADC采集电路组成。麦克风阵列电路采用普通模拟硅基麦克风(灵敏度-38dBv/Pa,信噪比-70dB)组成6mic圆阵或者6mic线阵。线阵适用于监测具有线性特点的机械结构,圆阵适用于面状结构的机械结构。麦克风阵列安装在与被测机械约1m的位置处,正面被测机械,如图1所示。ADC采用TLV320ADC3101实现,如图2所示:每片ADC连接2个模拟麦克风,adc增益配置为12dB,总计3片级联形式采集6路mic信号。
数据采集软件与WiFi发送模块:使用RK3308的I2S的tdm协议驱动采集6路Mic数据,再根据6路mic信号数据处理判断声音相位信息,频谱处理得出故障诊断结果。再将结果组装UDP数据包发送到服务器
最后应说明的是:以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.无线振动采集器,其能够检测噪音源,所述无线振动采集器包括:
一组麦克风阵列,其具有多个能够采集音频信号的多个麦克风,所述麦克风的采集端能够采集噪音源的声波信息;所述麦克风具有信号输出端,所述多个麦克风的采集端能沿一个设定轨迹排列;所述一组麦克风阵列的设定轨迹能够接近所述噪音源设置;
一组麦克风阵列采样电路,所述一组麦克风阵列采样电路与所述一组麦克风阵列的信号输出端连接,以使所述一组麦克风阵列采样电路能够采集所述一组麦克风阵列的音频及振动源信息;
一个无线发送模块,其输入端与所述一组麦克风阵列采样电路的采集输出端连接,所述无线传输模块能够将所述一组麦克风阵列所采集的音频及振动源信息向远程的设定检测端发送。
2.根据权利要求1所述的无线振动采集器,所述设定轨迹为半圆弧形轨迹、直线轨迹或折线轨迹。
3.根据权利要求1所述的无线振动采集器,所述一组麦克风阵列采样电路中单一所述麦克风采样与所述两个麦克风阵列的信号输出端连接。
4.根据权利要求1所述的无线振动采集器,其中,所述无线发送模块中还包括:
一个噪音判断处理器,其能够接收来自所述无线发送模块发送的所述一组麦克风阵列所采集的音频及振动源信息;
所述噪音判断处理器判断所述麦克阵列的音频及振动源信息所对应的所述麦克风阵列的相位信息;
频谱处理所述麦克风阵列的相位信息获取差异相位,根据所述差异相位获取所述一组麦克风阵列所对应的异常位置信息。
5.根据权利要求1所述的无线振动采集器,其中,所述噪音判断处理器将所述异常位置信息存储到本地;
所述无线发送模块将所述异常位置信息向远程的设定检测端发送。
6.根据权利要求3所述的无线振动采集器,其中,所述一组麦克风阵列中麦克风的数量为6个。
7.根据权利要求6所述的无线振动采集器,其中,所述麦克风阵列采样电路的数量为3个。
8.根据权利要求1所述的无线振动采集器,其中,还包括:
一个机架,其具有一个测试支撑面,所述麦克风阵列固定于所述测试支撑面。
9.根据权利要求8所述的无线振动采集器,其中,所述噪音源固定于所述测试支撑面且与所述麦克风阵列为设定距离。
10.根据权利要求8所述的无线振动采集器,其中,所述设定距离为1m~1.2m。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215123 building 14, Tengfei Innovation Park, 388 Xinping street, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Sipic Technology Co.,Ltd. Address before: 215123 building 14, Tengfei Innovation Park, 388 Xinping street, Suzhou Industrial Park, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: AI SPEECH Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191231 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |