CN110836722A - 电气设备运行状态的检测方法及系统、可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种电气设备运行状态的检测方法及系统、可读存储介质,所述电气设备运行状态的检测方法包括:检测并获取电气设备的振动信号;对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱;提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号;基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。应用上述方案,可以提高对电气设备的性能检测的准确性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电气设备技术领域,尤其涉及一种电气设备运行状态的检测方法及系统、可读存储介质。
背景技术
在电气设备的运行过程中,可能出现多种错误。为了提高电气设备的性能,减少用户的投诉,需要对电气设备的功能进行检测。
在现有的实现中,主要基于消耗的功率和/或温度的变化对电气设备的性能进行检测。
根据消耗的功率和/或温度的变化对电气设备的性能进行检测,对于电冰箱这种电气设备是适用的,但是对于其他的电气设备,例如风扇、通风机等,效果较差,无法准确检测其性能,导致用户投诉。
发明内容
本发明实施例解决的技术问题是如何提高对电气设备的性能检测的准确性。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种电气设备运行状态的检测方法,包括:检测并获取电气设备的振动信号;对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱;提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号;基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
通过检测并获取电气设备的振动信号,然后对振动信号进行频谱转换,生成振动信号对应的频谱,再提取频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号,并基于杂波信号,判断电气设备的运行状态,由于运行异常的电气设备与运行正常的电气设备分别对应不同特征的杂波信号,故基于杂波信号可以有效区分电气设备是否运行正常,提高对电气设备的性能检测的准确性。
可选地,所述基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态包括:基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态。
基于所述杂波信号的频率范围,判断所述电气设备的运行状态,可以有效区分运行异常的电气设备的杂波信号与电气设备固有的背景噪声信号,从而提高对电气设备的性能检测的准确性。
可选地,所述基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态包括:当所述杂波信号的强度大于预设的强度门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
可选地,所述基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态包括:当所述杂波信号的频率范围超出预设的频率范围门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
可选地,运行状态异常的电气设备对应的所述杂波信号的频率范围为:0~1250Hz。
可选地,所述振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz。
振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz,可以提供精细的频谱分辨率,提高电气设备运行状态的检测的准确率。
可选地,所述对所述振动信号进行频谱转换包括:利用离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率;基于所确定的频率生成所述振动信号对应的频谱。
可选地,所述检测并获取电气设备的振动信号包括:检测所述电气设备震动产生的加速度信号;将所述加速度信号转换成电信号,以生成所述电气设备的振动信号。
本发明实施例提供一种电气设备运行状态的检测系统,包括:检测单元,适于检测并获取电气设备的振动信号;转换单元,适于对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱;提取单元,适于提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号;分析单元,适于基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
可选地,所述分析单元,适于基于所述杂波信号的强度或者频率范围,判断所述电气设备的运行状态。
可选地,所述分析单元,适于当所述杂波信号的强度大于预设的强度门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
可选地,所述分析单元,适于当所述杂波信号的频率范围超出预设的频率范围门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
可选地,运行状态异常的电气设备对应的所述杂波信号的频率范围为:0~1250Hz。
可选地,所述振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz。
可选地,所述转换单元包括:确定子单元,适于利用离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率;生成子单元,适于基于所确定的频率生成所述振动信号对应的频谱。
可选地,所述检测单元,适于检测所述电气设备震动产生的加速度信号,并将所述加速度信号转换成电信号,以生成所述电气设备的振动信号。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述任一种所述方法的步骤。
本发明实施例提供一种电气设备运行状态的检测系统,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一种所述方法的步骤。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电气设备运行状态的检测方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的一种电气设备运行状态的检测系统的结构示意图。
具体实施方式
在现有的实现中,主要基于消耗的功率和/或温度的变化对电气设备的性能进行检测。根据消耗的功率和/或温度的变化对电气设备的性能进行检测,对于电冰箱这种电气设备是适用的,但是对于其他的电气设备,例如风扇、通风机等,效果较差,无法准确检测其性能,导致用户投诉。
本发明实施例通过检测并获取电气设备的振动信号,然后对振动信号进行频谱转换,生成振动信号对应的频谱,再提取频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号,并基于杂波信号,判断电气设备的运行状态,由于运行异常的电气设备与运行正常的电气设备分别对应不同特征的杂波信号,故基于杂波信号可以有效区分电气设备是否运行正常,提高对电气设备的性能检测的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参见图1,本发明实施例提供了一种电气设备运行状态的检测方法,可以包括如下步骤:
步骤S101,检测并获取电气设备的振动信号。
在具体实施中,由于现有的技术方案,根据消耗的功率和/或温度的变化对电气设备的性能进行检测,对于电冰箱这种电气设备是适用的,但是对于其他的电气设备,例如风扇、通风机等,效果较差,无法准确检测其性能,导致用户投诉,故本发明实施例考虑基于振动信号对电气设备的性能进行检测。
在具体实施中,所述电气设备可以包括车载设备、热力发动机、驱动总成、园艺工具、机床、半自主和/或自主设备、家用电气设备等中的任意一种或者几种。
在具体实施中,所述半自主和/或自主设备可以包括:工业机器人、辅助机器人、加工用机器人等中的一种或者几种。
在具体实施中,所述家用电气设备可以包括:咖啡机、洗碗机、洗衣机、烘干机、烤箱、炉灶、空调、风扇、冰箱等中的一种或者几种。
在具体实施中,可以利用电声转换器检测并获取所述电气设备的振动信号。例如,利用电声转换器检测电气设备振动产生的加速度信号,然后将所述加速度信号转换成电信号,即为所述电气设备的振动信号。
在具体实施中,所述电声转换器可以为麦克风、相机、激光传感器、激光扫描仪、振动传感器、加速度传感器、压电结构声传感器,结构声接收器中的一种或者几种。
在本发明一实施例中,所述检测并获取电气设备的振动信号包括:检测所述电气设备震动产生的加速度信号;将所述加速度信号转换成电信号,以生成所述电气设备的振动信号。
在具体实施中,检测电气设备振动产生的加速度信号可以包括:检测电气设备的某一组件振动产生的加速度信号。
在具体实施中,所述某一组件可以为电气设备的泵、电机、通风机、阀、开关、压缩机、制冷机组、马达等中的一种或者几种。
例如,对于冰箱,可以检测冰箱的压缩机振动产生的加速度信号;对于风扇,可以检测风扇的电机振动产生的加速度信号。
步骤S102,对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱。
在具体实施中,可以利用离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,即可以利用离散傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,也可以利用快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,还可以利用离散傅立叶变换和快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,然后基于所确定的频率生成所述振动信号对应的频谱。
在具体实施中,可以利用离散傅立叶变换(DFT)和/或快速傅立叶变换(FFT)确定所述振动信号中出现的部分频率或者全部频率,即可以利用离散傅立叶变换确定所述振动信号中出现的部分频率或者全部频率,也可以利用快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的部分频率或者全部频率,还可以利用离散傅立叶变换和快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的部分频率或者全部频率,然后基于所述部分频率或者全部频率生成所述振动信号对应的频谱。
在具体实施中,所述频谱可以具有有利等距的频率步长。
在具体实施中,所述振动信号对应的频谱的频率步长直接影响频谱的分辨率,所述振动信号对应的频谱的频率步长越小,频谱的分辨率越精细,电气设备运行状态的检测准确率越高。
在本发明一实施例中,所述振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz。例如,所述振动信号对应的频谱的频率步长为1Hz、0.75Hz或者0.5Hz。
振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz,可以提供精细的频谱分辨率,提高电气设备运行状态的检测的准确率。
在具体实施中,所述振动信号对应的频谱的最大极限频率可以为650Hz、850Hz、1000Hz或者1250Hz。
步骤S103,提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号。
在具体实施中,所述谐波信号之间的杂波信号可以为谐波信号之外的其他信号分量。
可以理解的是,所述杂波信号也可以称为噪声信号,其他信号等,上述命名方式并不影响本发明实施例的保护范围。
在具体实施中,可以提取所述频谱中的两个谐波信号之间的杂波信号、也可以提取所述频谱中的三个谐波信号之间的杂波信号,还可以提取所述频谱中的大于等于四个谐波信号之间的杂波信号,在实际应用中,可以根据需求选择不同的实现方案。
步骤S104,基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
在具体实施中,由于运行异常的电气设备与运行正常的电气设备分别对应不同特征的杂波信号,例如,在所述频谱图中,运行异常的电气设备对应的杂波信号强度很高、且频率范围很广,肉眼看起来有些许雾化(fog)的感觉,而运行正常的电气设备对应的杂波信号几乎没有,或者仅占据很窄的频率范围。故可以基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
在具体实施中,可以基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态,即可以基于所述杂波信号的强度判断所述电气设备的运行状态,也可以基于所述杂波信号的频率范围,判断所述电气设备的运行状态,还可以基于所述杂波信号的强度和所述杂波信号的频率范围,判断所述电气设备的运行状态。
在本发明一实施例中,当所述杂波信号的强度大于预设的强度门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
在本发明一实施例中,当所述杂波信号的频率范围超出预设的频率范围门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
在具体实施中,运行状态正常的电气设备由于存在背景噪声,故其对应的频谱可能存在一定的固有杂波信号,但是这种固有杂波信号一般强度较小或者频率范围较窄,与运行异常的电气设备对应的杂波信号有明显差异。
基于所述杂波信号的频率范围,判断所述电气设备的运行状态,可以有效区分运行异常的电气设备的杂波信号与电气设备固有的背景噪声信号,从而提高对电气设备的性能检测的准确性。
例如,运行状态正常的电气设备对应的固有杂波信号的频率范围一般较窄,例如为640Hz~750Hz,而运行状态异常的电气设备对应的杂波信号的频率范围较宽,可以为0~1250Hz。
在本发明一实施例中,运行状态异常的电气设备对应的所述杂波信号的频率范围为:0~1250Hz。
应用上述方案,通过检测并获取电气设备的振动信号,然后对振动信号进行频谱转换,生成振动信号对应的频谱,再提取频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号,并基于杂波信号,判断电气设备的运行状态,由于运行异常的电气设备与运行正常的电气设备分别对应不同特征的杂波信号,故基于杂波信号可以有效区分电气设备是否运行正常,提高对电气设备的性能检测的准确性。
为使本领域技术人员更好的理解和实施本发明,本发明实施例还提供了一种能够实现上述电气设备运行状态的检测方法的系统,如图2所示。
参见图2,本发明实施例提供了一种电气设备运行状态的检测系统20,可以包括:检测单元21、转换单元22、提取单元23和分析单元24,其中:
所述检测单元21,适于检测并获取电气设备的振动信号。
所述转换单元22,适于对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱。
所述提取单元23,适于提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号。
所述分析单元24,适于基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
在具体实施中,所述分析单元24,可以适于基于所述杂波信号的强度或者频率范围,判断所述电气设备的运行状态,即可以适于基于所述杂波信号的强度判断所述电气设备的运行状态,也可以适于基于所述杂波信号的频率范围,判断所述电气设备的运行状态,还可以适于基于所述杂波信号的强度和所述杂波信号的频率范围,判断所述电气设备的运行状态。
在本发明一实施例中,所述分析单元24,适于当所述杂波信号的强度大于预设的强度门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
在本发明一实施例中,所述分析单元24,适于当所述杂波信号的频率范围超出预设的频率范围门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
在具体实施中,运行状态异常的电气设备对应的所述杂波信号的频率范围为:0~1250Hz。
在具体实施中,所述振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz。
在本发明一实施中,所述转换单元22包括:确定子单元221和生成子单元222,其中:
所述确定子单元221,适于利用离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,即可以利用离散傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,也可以利用快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率,还可以利用离散傅立叶变换和快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率。
所述生成子单元222,适于基于所确定的频率生成所述振动信号对应的频谱。
在本发明一实施例中,所述检测单元21,适于检测所述电气设备震动产生的加速度信号,并将所述加速度信号转换成电信号,以生成所述电气设备的振动信号。
在具体实施中,所述电气设备运行状态的检测系统20的工作流程及原理可以参考上述实施例中提供的方法中的描述,此处不再赘述。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述任一种所述方法对应的步骤,此处不再赘述。
本发明实施例提供一种电气设备运行状态的检测系统,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一种所述方法对应的步骤,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (18)
1.一种电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,包括:
检测并获取电气设备的振动信号;
对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱;
提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号;
基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
2.根据权利要求1所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,所述基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态包括:
基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态。
3.根据权利要求2所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,所述基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态包括:
当所述杂波信号的强度大于预设的强度门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
4.根据权利要求2所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,所述基于所述杂波信号的强度和/或频率范围,判断所述电气设备的运行状态包括:
当所述杂波信号的频率范围超出预设的频率范围门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
5.根据权利要求4所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,运行状态异常的电气设备对应的所述杂波信号的频率范围为:0~1250Hz。
6.根据权利要求1所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,所述振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz。
7.根据权利要求1所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,所述对所述振动信号进行频谱转换包括:
利用离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率;
基于所确定的频率生成所述振动信号对应的频谱。
8.根据权利要求1所述的电气设备运行状态的检测方法,其特征在于,所述检测并获取电气设备的振动信号包括:
检测所述电气设备震动产生的加速度信号;
将所述加速度信号转换成电信号,以生成所述电气设备的振动信号。
9.一种电气设备运行状态的检测系统(20),其特征在于,包括:
检测单元(21),适于检测并获取电气设备的振动信号;
转换单元(22),适于对所述振动信号进行频谱转换,生成所述振动信号对应的频谱;
提取单元(23),适于提取所述频谱中的至少两个谐波信号之间的杂波信号;分析单元(24),适于基于所述杂波信号,判断所述电气设备的运行状态。
10.根据权利要求9所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,所述分析单元(24),适于基于所述杂波信号的强度或者频率范围,判断所述电气设备的运行状态。
11.根据权利要求10所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,所述分析单元(24),适于当所述杂波信号的强度大于预设的强度门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
12.根据权利要求10所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,所述分析单元(24),适于当所述杂波信号的频率范围超出预设的频率范围门限时,判定所述电气设备的运行状态异常,否则判定所述电气设备的运行状态正常。
13.根据权利要求12所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,运行状态异常的电气设备对应的所述杂波信号的频率范围为:0~1250Hz。
14.根据权利要求9所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,所述振动信号对应的频谱的频率步长不大于1Hz。
15.根据权利要求9所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,所述转换单元(22)包括:
确定子单元(221),适于利用离散傅立叶变换和/或快速傅立叶变换确定所述振动信号中出现的频率;
生成子单元(222),适于基于所确定的频率生成所述振动信号对应的频谱。
16.根据权利要求9所述的电气设备运行状态的检测系统,其特征在于,所述检测单元(21),适于检测所述电气设备震动产生的加速度信号,并将所述加速度信号转换成电信号,以生成所述电气设备的振动信号。
17.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令运行时执行权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
18.一种电气设备运行状态的检测系统,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,其特征在于,所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
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