CN114460456B - 电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

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CN114460456B CN202210381258.5A CN202210381258A CN114460456B CN 114460456 B CN114460456 B CN 114460456B CN 202210381258 A CN202210381258 A CN 202210381258A CN 114460456 B CN114460456 B CN 114460456B
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Abstract

本申请的实施例提供了一种电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质，涉及工业设备检测技术领域。通过接收所述拾音装置在第一时间段采集的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的底噪核验音频信号；根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障。能够根据电磁阀在固定周期内的音频信号，直接得到故障检测结果，提高了故障检测精度。

Description

电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本申请涉及工业设备检测技术领域，具体而言，涉及一种电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
在工业领域，电磁阀是用于控制流体方向的自动化基础元件，通常设置在工业阀门上，通过电磁线圈产生电磁力的作用，控制阀芯的位置，来达到对阀门开关的控制的目的。电磁阀在使用过程中难免发生故障，按照故障现象划分，可分为开启不灵敏、关闭不灵敏、堵塞和长喷，其中，堵塞型是指电磁阀无法打开的情况，长喷型是指电磁阀打开后无法关闭的情况。
现有技术中，一般通过声音检测的方式诊断电磁阀是否发生故障，具体地，通过采集电磁阀的音频信号，与预设的声音阈值进行对比，确定其是否发生了故障以及故障的类型。若对声音阈值以上的音频信号进行峰值分析，电磁阀的音频信号中的波峰个数是否与预先采集的该型号的电磁阀发生喷吹时的波峰个数相同或差值在预期范围内，则能够确定电磁阀发生了长喷型故障。
但是，现有技术中这种通过声音检测诊断电磁阀故障的方式，对声音阈值的设定需要与环境相适应，因此，需每隔一段时间根据周围的环境变化情况重新设定声音阈值，运行不够稳定，容易发生误差。
发明内容
本申请的目的包括，例如，提供了一种电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质，其能够根据电磁阀在固定周期内的音频信号，直接得到故障检测结果，提高了故障检测精度。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，本申请实施例提供了一种电磁阀故障检测方法，所述方法包括：
接收所述拾音装置在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号，其中，所述第一时间段处于所述待测电磁阀的喷吹周期的等待期内，所述第二时间段、所述第三时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的喷吹期内，所述第四时间段、所述第五时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的冷却期内；
根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障，包括：
分别对所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值；
根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障。
在一种可选的实施方式中，所述分别对所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，包括：
确定所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号是否为所述拾音装置正常工作时采集的数据；
去除所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号；
分别将所述降噪后的底噪音频信号、所述降噪后的开启响应音频信号、所述降噪后的喷吹音频信号、所述降噪后的关闭响应音频信号以及所述降噪后的底噪核验音频信号的振幅取绝对值后进行数据平滑处理，得到所述底噪音频信号的振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值。
在一种可选的实施方式中，所述去除所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号，包括：
将所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行傅里叶变换，得到频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号；
将所述频域底噪音频信号、所述频域开启响应音频信号、所述频域喷吹音频信号、所述频域关闭响应音频信号以及所述频域底噪核验音频信号中预设频率范围内的信号进行傅里叶逆变换，得到所述降噪后的底噪音频信号、所述降噪后的开启响应音频信号、所述降噪后的喷吹音频信号、所述降噪后的关闭响应音频信号以及所述降噪后的底噪核验音频信号。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障，包括：
获取所述待测电磁阀所处环境的信噪比；
确定所述底噪音频信号振幅平均值与所述信噪比的第一乘积；
确定所述底噪核验音频信号振幅平均值与所述信噪比的第二乘积；
确定所述关闭响应音频信号振幅平均值与所述信噪比的第三乘积；
根据所述第一乘积与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生堵塞型故障；
根据所述第二乘积与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生长喷型故障；
根据所述第一乘积与所述开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障；
根据所述第三乘积与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障，包括：
获取所述电磁阀的振幅增加值，所述振幅增加值用于指示电磁阀发生喷吹时的振幅相对于电磁阀不发生喷吹时的振幅增加值；
获取预设参数与所述电磁阀的振幅增加值的乘积，得到电磁阀增加参考值；
根据所述底噪音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生堵塞型故障；
根据所述底噪核验音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生长喷型故障；
根据所述底噪音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障；
根据所述关闭响应音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
在一种可选的实施方式中，所述接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号之前，所述方法还包括：
获取所述待测电磁阀的所述喷吹周期内的所述待测电磁阀的喷吹时间段，所述待测电磁阀的喷吹时间段的开始时刻为第一时刻，所述待测电磁阀的喷吹时间段的结束时刻为第二时刻，其中，所述喷吹周期包括：等待期、开阀响应期、喷吹期、关阀响应期，冷却期；所述电磁阀的喷吹时间段包括：所述开阀响应期以及所述喷吹期之和，所述开阀响应期的开始时刻为所述第一时刻，所述喷吹期的结束时刻为所述第二时刻；
根据所述第一时刻、所述第二时刻以及所述喷吹周期，确定所述第一时间段、所述第二时间段、所述第三时间段、所述第四时间段以及所述第五时间段。
第二方面，本申请实施例提供了一种电磁阀故障检测装置，包括：
音频信号获取模块，用于接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号，其中，所述第一时间段处于所述待测电磁阀的喷吹周期的等待期内，所述第二时间段、所述第三时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的喷吹期内，所述第四时间段、所述第五时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的冷却期内。
故障确定模块，用于根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障。
第三方面，本申请实施例电磁阀故障检测系统，所述电磁阀故障检测系统包括：待测电磁阀、拾音装置、运算设备，所述拾音装置预先设置于待测电磁阀上，所述运算设备与所述拾音装置通信连接；
所述运算设备包括处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述运算设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如前述实施例中任一项所述的电磁阀故障检测方法；
所述拾音装置用于对所述待测电磁阀喷吹周期内的第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段内的待测电磁阀进行声音采集，得到底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，并发送至所述运算设备。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如前述实施例中任一项所述的电磁阀故障检测方法的步骤。
本申请实施例的有益效果包括：
采用本申请提供的电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质，根据等待期内采集的底噪音频信号、喷吹期内采集的开启响应音频信号、喷吹音频信号以及冷却期内采集的关闭响应音频信号、底噪核验音频信号，而无需对音频信号设置声音阈值，直接就能够确定电磁阀是否存在故障。进一步的，底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号都是随环境的噪声同步发生变化的，因此，相比于现有技术中周期性的根据环境的噪声，更改声音阈值的方式，能够更好地适应周围环境的噪声变化，得到的故障检测结果更为精确、可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的电磁阀故障检测系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的运算设备的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的电磁阀喷吹周期阶段划分示意图；
图4为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的步骤流程示意图；
图5为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的电磁阀故障确定的步骤流程示意图；
图6为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的去噪以及数据平滑处理的步骤流程示意图；
图7为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的数据平滑后的音频信号示意图；
图8为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的傅里叶变换及傅里叶逆变换的步骤流程示意图；
图9为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的拾音装置采集的时域音频信号示意图；
图10为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的傅里叶变换后的频域音频信号示意图；
图11为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的傅里叶逆变换后的时域音频信号示意图；
图12为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的通过信号的振幅平均值以及信噪比比较确定电磁阀故障的步骤流程示意图；
图13为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的通过信号的振幅平均值及电磁阀增加参考值确定电磁阀故障的步骤流程示意图；
图14为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的时刻及时间段确定的步骤流程示意图；
图15为本申请实施例提供的电磁阀故障检测装置的结构示意图。
图标：10-电磁阀故障检测系统；101-运算设备；102-拾音装置；103-待测电磁阀；100-电磁阀故障检测装置；1001-音频信号获取模块；1002-故障确定模块；1003-时间段确定模块；2001-处理器；2002-存储器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
电磁阀是工业领域必不可少的一种基础元件，一般用于通过内部电磁线圈的电磁力作用，控制阀门的开关，以达到控制流体方向的目的。具体地，电磁阀里有密闭的腔，设置有电磁线圈，通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。在使用的过程中，电磁线圈或者关闭件难免损坏，导致电磁阀发生故障。一般来说，电磁阀的故障分为堵塞型、长喷型、开启不灵敏型以及关闭不灵敏型四种，其中，堵塞型为电磁阀无法完全开启，长喷型为电磁阀无法完全关闭，开启不灵敏为开启所需时间超出正常的开启时间阈值，示例性地，电磁阀正常工作时开启至目标开启状态所需的时间为2毫秒，但电磁阀发生开启不灵敏故障时开启至目标开启状态所需的时间为10毫秒。关闭不灵敏为关闭所需时间超出正常的关闭时间阈值，示例性地，电磁阀正常工作时关闭至目标关闭状态所需的时间为2毫秒，但电磁阀发生关闭不灵敏故障时关闭至目标关闭状态所需时间为10毫秒。电磁阀的故障可能会导致其控制的阀门无法正常运行，进而影响其所在设备的运行可靠性。
由于电磁阀在运行稳定时，其音频信号的频率呈现典型的规律性，而当其发生堵塞或者喷吹时，其音频信号发生了改变，频率超出了正常的范围。根据这种原理，目前，一般通过声音检测的方式判断电磁阀是否发生了故障，具体地，可以通过周期性或者持续采集电磁阀的音频信号，将其频率与预设的声音阈值进行对比，若超出了声音阈值，则认为其发生了故障。进一步地，按照超出数值不同，将其分类为堵塞型故障或者长喷型故障。若是长喷型故障，还可对其音频信号进行峰值分析，电磁阀的音频信号中的波峰个数是否与预先采集的该型号的电磁阀发生喷吹时的波峰个数相同或差值在预期范围内，则能够确定电磁阀发生了长喷型故障。
但是，现有技术中这种通过设定声音阈值，诊断电磁阀故障的方式，随着时间的推移，设备周围环境发生变化，噪音与原来发生较大的改变后，会导致阈值无法满足检测需求，进而使得故障诊断结果的准确度下降。因此，需每隔固定周期由工人对电磁阀进行巡检，根据周围环境的噪声对阈值进行重新设定。这使得电磁阀运行不够稳定，容易发生误差，并且，现有技术中无法对开启不灵敏型以及关闭不灵敏型故障实现检测。
基于此，申请人经研究，提出了一种电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质，能够根据电磁阀在固定周期内的音频信号，而无需设置声音阈值，直接得到故障检测结果，提高的故障检测的精度和可靠性。
如下结合多个具体的应用示例，对本申请实施例提供的一种电磁阀故障检测方法、装置、系统及存储介质进行解释说明。
图1所示为本申请实施例提供的电磁阀故障检测系统10的结构示意图，如图1所示，电磁阀故障检测系统包括：运算设备101以及拾音装置102，拾音装置102预先设置于待测电磁阀103上，运算设备101与拾音装置102通信连接。
可选地，在开始检测之前，运算设备101可以与多个待测电磁阀103建立通信连接，每一待测电磁阀103上都可以设置一个拾音装置102，运算设备101也与各拾音装置102建立通信连接，用于接收其采集的音频信号。其中，拾音装置102可以是通过拾取待测电磁阀103的震动，将其转换为电信号的电子部件。
其中，如图2所示，上述运算设备包括：处理器2001、存储器2002和总线，存储器2002存储有处理器2001可执行的机器可读指令，当运算设备运行时，执行上述机器可读指令，处理器2001与存储器2002之间通过总线通信，处理器2001用于执行上述实施例中的电磁阀故障检测方法的步骤。
存储器2002、处理器2001以及总线各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。电磁阀故障检测系统的数据处理装置包括至少一个可以软件或固件（firmware）的形式存储于存储器2002中或固化在计算机设备的操作系统（operating system，OS）中的软件功能模块。处理器2001用于执行存储器2002中存储的可执行模块，例如电磁阀故障检测系统的数据处理装置所包括的软件功能模块及计算机程序等。
其中，存储器2002可以是，但不限于，随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），只读存储器（Read Only Memory，ROM），可编程只读存储器（Programmable Read-OnlyMemory，PROM），可擦除只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM），电可擦除只读存储器（Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）等。
继续参阅图1，拾音装置102用于对待测电磁阀103喷吹周期内的第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段内的待测电磁阀103进行声音采集，得到底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，并发送至运算设备101。
如图3所示，在进行电磁阀检测前，将T0-T4时间段内，电磁阀发生喷吹的一个完整喷吹周期划分为五个阶段，分别为（1）等待期、（2）开阀响应期、（3）喷吹期、（4）关阀响应期以及（5）冷却期。其中，经过等待期后，在T1时刻，运算设备控制电磁阀打开，经历一个开阀响应期后，电磁阀开始喷吹。然后，在T2时刻，运算设备控制电磁阀关闭，经历一个关阀响应期后，电磁阀完全关闭，进入冷却期，冷却期结束后，进入下一喷吹周期的等待期。在上述过程中，等待期、喷吹期以及冷却期可以根据周期总长度需要进行设定，开阀响应期以及关阀响应期可以利用现有的测阀设备测得，在此需要说明的是，对于相同型号的电磁阀，由于在生产过程中存在误差，因此其开阀响应期以及关阀响应期的时间可以不完全相同，相应响应期可以利用现有测阀设备精确测得。可以理解的是，图3中的曲线代表电磁阀开度逐渐增大和逐渐关闭的过程，在电磁阀未发生故障时，开启和关闭过程合理的持续时间段应分别为
Figure M_220412110720770_770036001
-
Figure M_220412110720816_816917002
、
Figure M_220412110720849_849101003
至
Figure M_220412110720865_865255004
。
具体地，继续参阅图3，首先，拾音装置将根据运算设备的指令，采集T0-T1时间段内，也就是等待期内T11-T12时间段内的电磁阀的底噪音频信号，并发送至运算设备。然后，运算设备控制阀门打开，经历开阀响应期
Figure M_220412110720896_896503001
后，拾音装置根据运算设备的指令，在喷吹期开始的
Figure M_220412110720912_912119002
时刻，采集时长为
Figure M_220412110720927_927752003
的开启响应音频信号，在喷吹期内的T21-T22时间段内，采集电磁阀的喷吹音频信号。最后，在T2时刻，运算设备控制电磁阀关闭，经过关阀响应期后，运算设备控制拾音装置采集冷却期的开始时刻
Figure M_220412110720959_959042004
，时长为
Figure M_220412110720974_974632005
的关闭响应音频信号，在冷却期内T31-T32时间段内电磁阀的底噪核验音频信号。可以理解的是，在上述过程中，
Figure M_220412110721005_005892006
，
Figure M_220412110721037_037220007
，一般地，为确保喷吹音频信号在电磁阀完全开启后采集，底噪核验音频信号在电磁阀完全关闭后采集，需根据电磁阀开启响应、关闭响应可能出现的延迟，避开在开阀响应期、关阀响应期进行采集确定n，使得T21、T31相对于开阀响应期、关阀响应期有一定余量。对T11、T12、T22、T32的具体时刻本申请不做限定，只需其对应的时刻在对应的阶段即可。
在获取到底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号后，运算设备对其进行降噪处理，包括数据清洗和傅里叶变换。其中，数据清洗是通过对采集的各音频信号进行异常判别，确定拾音装置是否正常工作。傅里叶变换是将采集的各音频信号从时域后转换为频域后，选取预设频率范围内的音频信号进行傅里叶逆变换，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号。
可选地，运算设备还可对上述各降噪后的音频信号进行数据平滑处理，处理完成后，计算得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值、底噪核验音频信号振幅平均值，为方便描述，下文中将其分别记为H1、H2、H3、H4、H5。
需要说明的是，在电磁阀未发生故障时，在
Figure M_220412110721054_054208001
至
Figure M_220412110721085_085480002
时间段内采集的开启响应音频信号平均值H2应与喷吹音频信号振幅平均值H3的值相近或相等，在
Figure M_220412110721101_101075003
至
Figure M_220412110721132_132383004
时间段内采集的关闭响应音频信号振幅平均值H4应与底噪核验音频信号振幅平均值H5相近或相等。
根据上述求得的各振幅平均值，对于不同的环境，可用不同的方法对电磁阀进行故障诊断。对于周围环境底噪较低的场景，可通过信噪比方法进行故障诊断，而对于周围环境底噪较大的场景，可通过绝对值差异方法进行故障判断。
通过下述两种方法判断电磁阀的关键在于，电磁阀开启或关闭信号发出后，经过预设时间阈值后，电磁阀的开度或关闭程度是否达到了电磁阀正常工作时的范围。电磁阀开启时，该预设时间阈值可以为T1+2∆T1，若电磁阀在开启信号发出的2∆T1时间后，其喷吹音频信号振幅平均值H3仍未达到指定幅值范围，则为堵塞型故障，若喷吹音频信号振幅平均值H3达到了指定幅值范围，但是开启响应音频信号振幅平均值H2小于或等于指定幅值范围，说明此时电磁阀在正常的开启时间内开度未达到要求，发生了开启不灵敏型故障。电磁阀关闭时，该预设时间阈值为T2+2∆T2，若电磁阀在关闭信号发出的2∆T2时间后，其底噪核验音频信号振幅平均值H5仍未降低到指定幅值之下，则为长喷型故障，若底噪核验音频信号振幅平均值H5降低到指定幅值之下，但是关闭响应音频信号振幅平均值H4未降低到指定幅值之下，说明电磁阀在正常的关闭时间内未完全关闭，发生了关闭不灵敏型故障。
对于信噪比方法，具体地，采集得到环境信噪比后，首先判断H1与信噪比的乘积是否小于或等于H3，若否，则说明电磁阀未达到正常工作需要的开度，发生了堵塞型故障。若是，则接下来判断H5与信噪比的乘积是否小于或等于H3，若否，则说明电磁阀的关闭程度未达到正常关闭时的程度，发生了长喷型故障。若是，则接下来判断H1与信噪比的乘积是否小于或等于H2，若否，则说明电磁阀在采集H2的时间段内其开度仍未达到正常工作需要的开度，发生了开启不灵敏型故障。若是，则接下来判断H4与信噪比的乘积是否小于或等于H3，若否，则说明电磁阀在采集H4的时间段内的关闭程度仍未达到正常关闭时的程度，发生了关闭不灵敏型故障。若是，则说明电磁阀未发生故障，正常工作。
而对于绝对值差异方法，首先根据采集的音频，得到现场环境下，电磁阀的振幅增加值S，可以理解的是，电磁阀的振幅增加值S是电磁阀在当前阶段的音频信号的振幅平均值相对于前一阶段的音频信号的振幅平均值的增加量。进一步地，判断H1与0.7S之和是否小于或等于H3，若否，则说明电磁阀发生了堵塞型故障。若是，则再次判断H5与0.7S之和是否小于或等于H3，若否，则说明发生了长喷型故障。若是，则进一步判断H1与0.7S之和是否小于或等于H2，若否，则说明发生了开启不灵敏型故障。若是，则接下来判断H4与0.7S之和是否小于或等于H3，若否，则说明电磁阀发生了关闭不灵敏型故障。若是，则说明电磁阀处于正常工作的状态下，没有发生故障。
这样，运算设备就根据拾音装置在喷吹固定周期内分别采集的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，就得到了实现了对电磁阀的故障检测，得出了电磁阀所处状态的结论。
图4为本申请实施例提供的电磁阀故障检测方法的步骤流程示意图，该方法的执行主体可以是上述电磁阀故障检测系统中的运算设备。该运算设备可以是具有计算处理能力的单片机或者计算机设备。如图4所示，该方法包括：
S201，接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号。
其中，第一时间段处于待测电磁阀的喷吹周期的等待期内，第二时间段、第三时间段均处于待测电磁阀的喷吹周期的喷吹期内，第四时间段、第五时间段均处于待测电磁阀的喷吹周期的冷却期内。
如上述实施例中所述，拾音装置根据运算设备的指令，分别在等待期内的第一时间段T11-T12，喷吹期内的第二时间段
Figure M_220412110721147_147961001
至
Figure M_220412110721179_179250002
，喷吹期内的第三时间段T21-T22，以及冷却期内第四时间段
Figure M_220412110721194_194837003
至
Figure M_220412110721226_226101004
，冷却期内的第五时间段T31-T32，对待测电磁阀进行音频信号采集，分别得到了待测电磁阀的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，并将其发送至运算设备。
需要说明的是，拾音装置不仅可以根据运算设备的指令，分别在第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段对待测电磁阀进行音频采集，还可以持续地采集一个或者多个喷吹周期的音频信号后，发送至运算设备，由运算设备根据各时间段开始以及结束的时间进行分段提取，得到底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号。
另外，第一时间段的开始与结束的时刻都需处于电磁阀的喷吹周期的等待期内，同样，第二时间段、第三时间段的开始与结束时刻也需处于喷吹期内，第四时间段、第五时间段的开始与结束时刻也需处于冷却期内，且，第二时间段的结束时刻在第三时间段的开始时刻之前，不发生重合。第四时间段的结束时刻在第五时间段的开始时间之前，也不发生重合。第二时间段的时长为
Figure M_220412110721243_243156001
，第四时间段的时长为
Figure M_220412110721259_259323002
，第一时间段、第三时间段以及第五时间段的采集时长不做固定限制。
S202，根据底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，确定待测电磁阀是否存在故障。
运算中心将对拾音装置发送的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行数据处理与分析，并根据分析结果，确定电磁阀是否发生故障以及故障的类型。具体的数据处理与分析的过程将在下述实施例中详述。
在本实施例中，通过分段采集，得到等待期内的底噪音频信号、喷吹期内的开启响应音频信号、喷吹音频信号以及冷却期内的关闭响应音频信号、底噪核验音频信号，由于上述音频信号都包含了环境噪声，且随环境同步变化，因此，能够在不通过声音阈值判断的情况下，直接得到待测电磁阀的故障检测结果。这种方式对于对环境的变化适应性较强，得到的故障检测结果更为精确、可靠。
可选地，如图5所示，上述步骤S201中，根据底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，确定待测电磁阀是否存在故障，可由下述步骤S301至S302实现。
S301，分别对底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。
示例性地，底噪音频信号振幅平均值Y1可以理解为，单位时间内的振幅平均值，具体的计算方式可以为，将底噪音频信号对应时间段内的所有音频信号点的振幅相加，除以音频信号点的个数得到的。需要说明的是，音频信号是由拾音装置在连续时刻采集的音频信号点组成的，单位时间内音频信号点的个数，是根据拾音装置的音频信号采集密度决定的，具体数量本申请在此不做限定。开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值的计算方式与底噪音频信号振幅平均值的计算方式相同，本申请在此不做赘述。
运算设备对收到的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行信号处理，消除拾音装置采集的音频信号中的噪声后，进行振幅平均计算，得到了底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。
S302，根据底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，确定待测电磁阀是否存在故障。
运算设备可以通过分析、比较底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，并根据分析、比较的结果，确定待测电磁阀是否发生故障以及故障的类型。
可选地，运算设备还可以通过分析底噪音频信号振幅平均值对应的底噪音频信号单位时间面积、开启响应音频信号振幅平均值对应的开启响应音频信号单位时间面积、喷吹音频信号振幅平均值对应的喷吹音频信号单位时间面积、关闭响应音频信号振幅平均值对应的关闭响应音频信号单位时间面积以及底噪核验音频信号振幅平均值对应的底噪核验音频信号单位时间面积，确定待测电磁阀是否存在故障。其中，上述各单位时间面积可以通过对处理后的波形进行积分获得总面积再除以总时长得出，等效于采用直接求得的振幅平均值乘以总时长再除以总时长。例如，底噪音频信号单位时间面积可以通过底噪音频信号振幅平均值与该段信号的采集时长相乘再除以总时长得到。
在本实施例中，运算设备通过信号处理得到了底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，通过对上述各振幅平均值进行比较、分析，得到了故障检测结果。通过信号处理得到的各振幅平均值，更具有代表性，避免了少数异常值对于结果的影响，提高了故障检测结果的可靠性。
可选地，如图6所示，上述步骤S301中，分别对底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，可由下述步骤S401至步骤S403实现。
S401，确定底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号是否为拾音装置正常工作时采集的数据。
运算设备通过对拾音装置采集的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行信号判断，确定上述各音频信号是否是拾音装置正常工作时采集的。示例性地，若采集的各音频信号的振幅都为零，或者各音频信号的振幅在任意时刻都相等，不发生任何变化，则说明拾音装置可能工作在异常状态。
若运算设备认为拾音装置发生了故障，则发出警报信息，该警报信息可以是运算设备显示“拾音装置故障”的警示画面或者文字，也可以是播放警示音频，本申请在此不做限定。
运算设备将在一段静止时间后，重新指示拾音装置进行音频信号采集。这段静止时间的时长可以根据需要进行设置，例如，可以将更换拾音装置的时间作为静止时长。
S402，去除底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号。
可以理解的是，拾音装置若未发生故障，其采集的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号中，均包括电磁阀所在环境的噪声，示例性地，可以是电磁阀周围的其他设备工作时产生的噪声。由于各设备工作时，发出的声音可能频率并不相同，运算设备可以将采集到的各音频信号中，与电磁阀工作时发出声音的频率相差较大的声音从音频信号中剔除，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号。
S403，分别将降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号的振幅取绝对值后进行数据平滑处理，得到底噪音频信号的振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。
为避免负值在下述计算过程中导致的误差，可以首先对振幅取绝对值。在申请本实施例中，通过滑动平均法对降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号的振幅取绝对值，这是由于上述降噪后的音频信号的采集结果是一个围绕坐标横轴的波形，幅值可能包括正向的音频信号，也可能包括负向的音频信号，若不做取绝对值的数据处理可能会导致结果整体趋于零。接下来，对上述取绝对值后的各降噪后的音频信号进行数据平滑处理，具体地，可以用如下公式表示：
Figure M_220412110721290_290556001
其中，
Figure M_220412110721353_353058001
为各音频信号的观测振幅值，也就是上述降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号的真实振幅值。
Figure M_220412110721384_384322002
为t时刻的滤波结果，
Figure M_220412110721399_399925003
为
Figure M_220412110721431_431180004
时刻各音频信号的观测值，
Figure M_220412110721464_464386005
为
Figure M_220412110721479_479998006
时刻各音频信号的观测值。
Figure M_220412110721511_511269007
为滑动窗口的半径。
滑动窗口半径可理解为，对于上述实施例中的音频信号点，根据拾音装置采集密度不同，设置的固定大小的窗口，进行数据平滑处理。示例性地，对于某一电磁阀的喷吹周期，拾音装置采集了10000个音频信号点的情况下，可以设置
Figure M_220412110721526_526871001
。
上述第二个公式可解释为，通过对观测值
Figure M_220412110721558_558141001
、前
Figure M_220412110721573_573753002
个观测值以及后
Figure M_220412110721605_605016003
个观测值取平均值，代替的原有的观测值
Figure M_220412110721620_620632004
方式，依次移动滑动窗口，对各音频信号的观测值进行平滑处理，一定程度上消除各观测值中包含的噪声。以包含5个周期内采集的音频信号、
Figure M_220412110721639_639149005
为例，平滑后的曲线如图7所示。其中，横坐标表示音频信号的时间，纵坐标表示音频信号的振幅。
运算设备对振幅经过平滑处理后的降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号进行如上述实施例中所述的振幅平均计算，得到了底噪音频信号的振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。
在本实施例中，对拾音装置采集的底噪音频信号、开启响应音频信号喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行降噪、数据平滑处理，得到了底噪音频信号的振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。经过降噪、数据平滑处理后的音频信号噪声更少，同时也避免了音频数据中低概率的异常音频信号点对故障诊断结果的影响，提高了诊断的准确性。
可选地，如图8所示，上述步骤S402中，去除底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号，可由步骤S501至步骤S502实现。
S501，将底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行傅里叶变换，得到频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号。
对于采集得到的底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，都是时域音频信号，如上述实施例中所述，除电磁阀外其他设备工作时产生环境噪声，其频率可能与电磁阀工作时产生的频率并不相同，为了能够剔除其中频率不同的噪声，需将其通过傅里叶变化，转换为频域信号，得到频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号。
以连续5个喷吹周期内采集的电磁阀的音频信号为例，该音频信号每个周期内都包括上述底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，该音频信号转换前的时域音频信号如图9所示，横坐标为时间，纵坐标为振幅。转换后的频域音频信号如图10所示，横坐标为频率，纵坐标为振幅。
S502，将频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号中预设频率范围内的信号进行傅里叶逆变换，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号。
根据电磁阀正常工作时的声音频率范围，以及其他可能对电磁阀声音频率产生影响的因素，进一步扩大一定的频率范围，例如，电磁阀的声音频率随高压风含水量、电磁阀是否故障等原因，最后确定了电磁阀所属的预设频率范围。
选取上述步骤中得到的频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号中的预设频率范围内的音频信号。然后，将该预设频率范围内的音频信号进行傅里叶逆变换，重新变换为时域音频信号。
以上述实施例中的电磁阀音频信号为例，设置其预设频率范围为800-3000Hz，将连续5个周期内采集的音频信号的预设频率范围内的频域音频信号的转换为时域音频信号后，转换后的时域音频信号示意图如图11所示，其中，横坐标为时间，纵坐标为振幅。可以看出，音频经变换后振幅的平均峰值由5000降低至2000附近，大量噪声被剔除。
可以理解的是，若是在上述实施例中，运算设备得到的是拾音装置分段采集的电磁阀的各阶段的各音频信号，则运算设备将其依次分别进行上述信号转换过程。若是在上述实施例中，运算设备得到的是拾音装置采集的一个或者多个连续周期内电磁阀的音频信号，则将其进行上述转换后，再按照每个周期内各阶段的时间段，分别进行提取分析。
在本实施例中，通过傅里叶变换然后再将预设频率范围内的音频信号进行傅里叶逆变换，剔除了大量音频信号中的噪声，降低了噪声对检测结果的影响，提高了故障检测结果的精度。
可选地，如图12所示，上述步骤S302中，根据底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，确定待测电磁阀是否存在故障，可由下述步骤S601至S608实现。
S601，获取待测电磁阀所处环境的信噪比。
电磁阀所处环境的信噪比是指该电磁阀的音频信号中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是电磁阀工作时产生的音频信号，噪声是指电磁阀的音频信号中的噪声，可通过比较上述实施例中的降噪后的各音频信号与电磁阀无噪声环境下正常工作时产生的音频信号进行对比得到，因此，可以理解的是，在电磁阀采集不同音频信号的不同时期的信噪比的值并不相同。
S602，确定底噪音频信号振幅平均值与信噪比的第一乘积。
S603，确定底噪核验音频信号振幅平均值与信噪比的第二乘积。
S604，确定关闭响应音频信号振幅平均值与信噪比的第三乘积。
S605，根据第一乘积与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生堵塞型故障。
将底噪音频信号振幅平均值记为H1，信噪比记为i，喷吹音频信号振幅平均值记为H3，则判断过程为：若比较结果是错误，即
Figure M_220412110721670_670934001
，则说明电磁阀发生了堵塞型故障，若比较结果是正确，即
Figure M_220412110721702_702202002
，则进行下一步判断。
这是由于，若在电磁阀开阀前的等待期的底噪音频信号振幅平均值，与环境信噪比的乘积，大于开阀后喷吹期的喷吹音频信号振幅平均值，则说明阀门未打开，也就是发生了堵塞型故障。
S606，根据第二乘积与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生长喷型故障。
将底噪核验音频信号振幅平均值记为H5，则判断过程为：若比较结果是错误，即
Figure M_220412110721733_733425001
，则说明电磁阀发生了长喷型故障，若比较结果是正确，即
Figure M_220412110721749_749077002
，则进行下一步判断。
这是由于，若关闭阀门后的冷却期的底噪核验音频信号振幅平均值，与信噪比的乘积，大于关闭阀门前的喷吹期的喷吹音频信号振幅平均值，则说明阀门未关闭，也就是发生了长喷型故障。
S607，根据第一乘积与开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障。
将开启响应音频信号振幅平均值记为H2，则判断过程为：若比较结果是错误，即
Figure M_220412110721780_780295001
，则说明电磁阀发生了开启不灵敏型故障。若比较结果正确，即
Figure M_220412110721827_827184002
，则进行下一步判断。
这是由于，若电磁阀打开前的底噪音频信号振幅平均值，与信噪比的乘积，大于电磁阀打开后的喷吹期的开启响应音频信号振幅平均值，且在上述判断条件为正确的条件下，说明阀门未完全打开，待测电磁阀发生了开启不灵敏型故障。
S608，根据第三乘积与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
将关闭响应音频信号振幅平均值记为H4，则判断过程为：若比较结果是错误，即
Figure M_220412110721844_844719001
，则说明电磁阀发生了关闭不灵敏型故障，若比较结果正确，即
Figure M_220412110721876_876483002
，则说明电磁阀未发生任何故障。
这是由于，若电磁阀关闭后的关闭响应音频信号振幅平均值，与信噪比的乘积，大于电磁阀关闭前的喷吹期的喷吹音频信号振幅平均值，且在上述判断条件均为正确的条件下，说明阀门未完全关闭，待测电磁阀发生了关闭不灵敏型故障。
在本实施例中，通过电磁阀所处环境的信噪比、底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值进行比较判断，得到了电磁阀的故障检测结果。相比于现有技术中，设置声音阈值的方式，同一环境下采集的音频信号互相比较，其结果更为准确，环境的突然变化也不会影响其结果，具有可靠性。
可选地，如图13所示，上述步骤S302中，根据底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，确定待测电磁阀是否存在故障，可由下述步骤S701至S706实现。
S701，获取电磁阀的振幅增加值，振幅增加值用于指示电磁阀发生喷吹时的振幅相对于电磁阀不发生喷吹时的振幅增加值。
上述实施例中，通过信噪比进行故电磁阀故障判断的方法，适用于电磁阀所在的工作环境中，底噪较低的情形，对于底噪较大的复杂环境，信噪比过低，可能会导致判断出现误差，因此，在本实施例中，提供一种可适用于底噪较大环境中的电磁阀故障判断方法，具体地，可以通过获取电磁阀的振幅增加值的差异，确定电磁阀是否发生故障。
其中，可以通过将上述实施例中采集的电磁阀的其中某一时间段的音频信号与电磁阀在同一工业现场环境下采集电磁阀的下一时间段的音频信号对比，确定电磁阀的振幅增加值S。可以理解的是，由于S的值在不同阶段是不同的，可以通过调整下述k的值使得
Figure M_220412110721892_892105001
达到目标值。
S702，获取预设参数与电磁阀的振幅增加值的乘积，得到电磁阀增加参考值。
其中，预设参数k表示在现场环境下，振幅的削减程度，其值可以根据需要进行设置。
S703，根据底噪音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生堵塞型故障。
与上述实施例中相同，可以将底噪音频信号振幅平均值记为H1，喷吹音频信号振幅平均值记为H3，则判断过程为：若判断结果是错误，即
Figure M_220412110721923_923384001
，则说明电磁阀发生了堵塞型故障。若判断结果是正确，即
Figure M_220412110721938_938983002
，则进入下一判断过程。其中，
Figure M_220412110721970_970263003
的值可以根据需要设定。
示例性地，当电磁阀未开启时，底噪音频信号振幅平均值H1采集的是工业现场的环境底噪，其值为500，若电磁阀未发生故障，正常开启后其喷吹音频信号振幅平均值H3为4000-5000，另外，电磁阀的喷吹音频信号振幅平均值达到3000时，其开度即可满足工业现场环境的需求。可以理解为电磁阀正常工作时喷吹音频信号振幅平均值的范围为H3>3000，即电磁阀满足正常工作需求时对应的最小开启阀度对应的音频信号振幅平均值。因此，可以通过调整k的值将
Figure M_220412110722001_001531001
的值设定为小于或等于2500。这样，在
Figure M_220412110722017_017118002
时，即H3
Figure M_220412110722049_049319003
3000时，可以确定电磁阀未发生堵塞型故障。在
Figure M_220412110722065_065491004
，即H3<3000时，发生了堵塞型故障。
这是由于，若在电磁阀未开阀的等待期的底噪音频信号振幅平均值，与电磁阀开阀后的喷吹期的喷吹音频信号振幅平均值相同或相近，说明电磁阀未打开，发生了堵塞型故障。
S704，根据底噪核验音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定电磁阀是否发生长喷型故障。
与上述实施例中相同，可以将底噪核验音频信号振幅平均值记为H5，则判断过程为：若判断结果是错误，即
Figure M_220412110722096_096696001
，则表示电磁阀发生了长喷型故障，若判断结果是正确，即
Figure M_220412110722127_127972002
，则进行下一步判断。
电磁阀是否发生长喷型故障的判断逻辑与上述实施例中判断电磁阀是否发生堵塞型故障的逻辑相似，若在电磁阀关闭信号发出的一段时间后，即采集H5时，
Figure M_220412110722143_143565001
的值仍大于
Figure M_220412110722174_174840002
，则说明电磁阀的关闭程度未达到正常关闭需求，发生了长喷型故障。
这是由于，若在电磁阀关阀后的冷却期的底噪核验音频信号振幅平均值，相对于电磁阀开阀时的喷吹期的喷吹音频信号振幅平均值未发生相应的变化，则说明电磁阀未关闭，发生了长喷型故障。
S705，根据底噪音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障。
可选地，将开启响应音频信号振幅平均值记为H2，则判断过程为：若判断结果是错误，即
Figure M_220412110722206_206086001
，则表示电磁阀发生了开启不灵敏型故障。若判断结果是正确，即
Figure M_220412110722237_237799002
，则进行下一步判断。
示例性地，当电磁阀未开启时，底噪音频信号振幅平均值H1的值为500，若电磁阀未发生故障，正常开启后其喷吹音频信号振幅平均值H3为4000-5000，电磁阀开度满足工业现场环境的需求时，对应的喷吹音频信号振幅平均值为3000。若此时电磁阀发生了开启不灵敏故障，则在第二时间段时，电磁阀的开度还未达到要求，采集的开启响应音频信号平均值H2小于或等于电磁阀正常工作时的喷吹音频信号振幅平均值H3，例如，H2为2500。但若电磁阀未发生故障，此时的H2应与H3的值相近或相等。因此，在未发生堵塞型故障的前提下，可以根据
Figure M_220412110722254_254892001
确定电磁阀发生了开启不灵敏故障，根据
Figure M_220412110722286_286162002
确定电磁阀未发生任何故障。
这是由于，若在电磁阀打开前的等待期的底噪音频信号振幅平均值，相对于电磁阀打开后的喷吹期的开启响应音频信号振幅平均值，未发生相应的变化，则在上述判断条件为正确的条件下，说明电磁阀未完全开启，发生了开启不灵敏型故障。
S706，根据关闭响应音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
将关闭响应音频信号振幅平均值记为H4，则判断过程为：若判断结果是错误，即
Figure M_220412110722317_317404001
，则表示电磁阀发生了关闭不灵敏型故障。若判断结果是正确，即
Figure M_220412110722348_348670002
，则说明电磁阀未发生任何故障。
与上述实施例中，判断电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障的逻辑相似，若电磁阀正常工作，在电磁阀关闭信号发出的一段时间后，采集H4时，电磁阀应达到了关闭需求的程度，H4应与H5相等或相近，满足
Figure M_220412110722379_379907001
，但在未发生长喷型故障的前提下，若电磁阀发生了关闭不灵敏故障，采集H4时未能完全关闭，则
Figure M_220412110722411_411171002
。
这是由于，若在电磁阀关闭后的冷却期的关闭响应音频信号振幅平均值，相对于电磁阀关闭前的喷吹期的喷吹音频信号振幅平均值，未发生相应的变化，则在上述判断条件为正确的条件下，说明电磁阀未完全关闭，发生了关闭不灵敏型故障。
可以理解的是，上述通过信噪比判断电磁阀故障的逻辑与上述通过音频信号振幅增加值判断电磁阀故障的逻辑相同。
在本实施例中，通过电磁阀的振幅增加值、底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值进行比较判断，得到了电磁阀的故障检测结果。能够在底噪较大的情况下，也得到较为准确的故障检测结果，提高了系统的可靠性。
可选地，如图14所示，上述步骤S201中，接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号之前，还包括下述步骤：
S801，获取待测电磁阀的喷吹周期内的待测电磁阀的喷吹时间段，待测电磁阀的喷吹时间段的开始时刻为第一时刻，待测电磁阀的喷吹时间段的结束时刻为第二时刻。
其中，喷吹周期包括：等待期、开阀响应期、喷吹期、关阀响应期，冷却期；电磁阀的喷吹时间段包括：开阀响应期以及喷吹期之和，开阀响应期的开始时刻为第一时刻，喷吹期的结束时刻为第二时刻。
请参阅图3，在进行电磁阀检测前，将T0-T4时间段内，电磁阀发生喷吹的一个完整喷吹周期划分为五个阶段，分别为（1）等待期、（2）开阀响应期、（3）喷吹期、（4）关阀响应期以及（5）冷却期。其中，在等待期结束后对应的第一时刻T1，运算设备控制电磁阀打开，在喷吹期结束后对应的第二时刻T2，运算设备控制电磁阀关闭。
在电磁阀开阀前以及关阀后，包含开阀响应期
Figure M_220412110722459_459014001
以及关阀响应期
Figure M_220412110722475_475156002
，
Figure M_220412110722506_506376003
、
Figure M_220412110722537_537643004
的时间长度可以利用现有的测阀设备测得，可以理解的是，对于相同型号的电磁阀，其开阀响应期以及关阀响应期的时间相同。
S802，根据第一时刻、第二时刻以及喷吹周期，确定第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段。
继续参阅图3，为避免采集的音频信号混淆导致结果误差，第一时间段T11-T12的开始时刻T11在T0时刻之后，结束时刻T12在T1时刻之前，第二时间段的时长为
Figure M_220412110722584_584528001
，开始时刻为
Figure M_220412110722615_615763002
，结束时刻为
Figure M_220412110722648_648459003
。第三时间段T21-T22的开始时刻T21需满足
Figure M_220412110722680_680225004
，结束时刻T22需满足
Figure M_220412110722711_711470005
，确保喷吹音频信号是在喷吹期内采集得到的。第四时间段的时长为
Figure M_220412110722742_742721006
，开始时刻为
Figure M_220412110722773_773992007
，结束时刻为
Figure M_220412110722805_805209008
。另外，第五时间段T31-T32的开始时刻T31需满足
Figure M_220412110722838_838405009
，结束时刻T32需满足
Figure M_220412110722870_870152010
。其中，n根据实际经验进行确定。
需要说明的是，第一时间段T11-T12在等待期T0-T1内，开阀响应期
Figure M_220412110722901_901434001
为电磁阀正常开阀所需的时间，第二时间段
Figure M_220412110722948_948308002
至
Figure M_220412110722963_963883003
在电磁阀的开阀响应期结束后，喷吹期
Figure M_220412110722995_995166004
至T2开始时，第三时间段T21- T22在喷吹期内，在电磁阀即使发生了开启不灵敏故障仍打开的时刻后，关阀响应期
Figure M_220412110723026_026387005
至T3为电磁阀正常关闭的时间，第四时间段
Figure M_220412110723042_042961006
-
Figure M_220412110723074_074734007
在电磁阀的关阀响应期结束后，冷却期T3-T4开始时，第五时间段T31- T32在电磁阀的冷却期内，在电磁阀即使发生了关闭不灵敏故障仍能关闭的时刻后。
在本实施例中，通过电磁阀开启的第一时刻、电磁阀关闭的第二时刻以及喷吹周期，划分了第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段，这样能够使得采样得到的音频信号完全处于周期的预设阶段内，避免了音频信号的混淆导致故障检测结果出现偏差。
请参阅图15，本申请实施例还提供一种电磁阀故障检测装置100，该装置包括：
音频信号获取模块1001，用于接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号，其中，第一时间段处于待测电磁阀的喷吹周期的等待期内，第二时间段、第三时间段均处于待测电磁阀的喷吹周期的喷吹期内，第四时间段、第五时间段均处于待测电磁阀的喷吹周期的冷却期内。
故障确定模块1002，用于根据底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，确定电磁阀是否存在故障。
故障确定模块1002具体还用于，分别对底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。根据底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，确定电磁阀是否存在故障。
故障确定模块1002具体还用于，确定底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号是否为拾音装置正常工作时采集的数据。去除底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号。分别将降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号的振幅取绝对值后进行数据平滑处理，得到底噪音频信号的振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值。
故障确定模块1002具体还用于，将底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号进行傅里叶变换，得到频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域开启响应音频信号以及频域底噪核验音频信号。将频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号中预设频率范围内的信号进行傅里叶逆变换，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号。
故障确定模块1002具体还用于，获取待测电磁阀所处环境的信噪比。确定底噪音频信号振幅平均值与信噪比的第一乘积。确定底噪核验音频信号振幅平均值与信噪比的第二乘积。确定关闭响应音频信号振幅平均值与信噪比的第三乘积。根据第一乘积与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生堵塞型故障。根据第二乘积与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生长喷型故障。根据第一乘积与开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障。根据第三乘积与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
故障确定模块1002具体还用于，获取电磁阀的振幅增加值，振幅增加值用于指示电磁阀发生喷吹时的振幅相对于电磁阀不发生喷吹时的振幅增加值。获取预设参数与电磁阀的振幅增加值的乘积，得到电磁阀增加参考值。根据底噪音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生堵塞型故障。根据底噪核验音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生长喷型故障。根据底噪音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障。根据关闭响应音频信号振幅平均值与电磁阀增加参考值之和与喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
音频信号获取模块1001还用于获取待测电磁阀的喷吹周期内的待测电磁阀的喷吹时间段，待测电磁阀的喷吹时间段的开始时刻为第一时刻，待测电磁阀的喷吹时间段的结束时刻为第二时刻，其中，喷吹周期包括：等待期、开阀响应期、喷吹期、关阀响应期，冷却期；电磁阀的喷吹时间段包括：开阀响应期以及喷吹期之和，开阀响应期的开始时刻为第一时刻，喷吹期的结束时刻为第二时刻。
时间段确定模块1003，用于根据第一时刻、第二时刻以及喷吹周期，确定第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段。
可选地，本申请还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例的步骤。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电磁阀故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号，其中，所述第一时间段处于所述待测电磁阀的喷吹周期的等待期内，所述第二时间段、所述第三时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的喷吹期内，所述第四时间段、所述第五时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的冷却期内；
根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障；
所述根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障，包括：
分别对所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值；
根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障。
2.根据权利要求1所述的电磁阀故障检测方法，其特征在于，所述分别对所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值，包括：
确定所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号是否为所述拾音装置正常工作时采集的数据；
去除所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号；
分别将所述降噪后的底噪音频信号、所述降噪后的开启响应音频信号、所述降噪后的喷吹音频信号、所述降噪后的关闭响应音频信号以及所述降噪后的底噪核验音频信号的振幅取绝对值后进行数据平滑处理，得到所述底噪音频信号的振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值。
3.根据权利要求2所述的电磁阀故障检测方法，其特征在于，所述去除所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号中的噪声，得到降噪后的底噪音频信号、降噪后的开启响应音频信号、降噪后的喷吹音频信号、降噪后的关闭响应音频信号以及降噪后的底噪核验音频信号，包括：
将所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行傅里叶变换，得到频域底噪音频信号、频域开启响应音频信号、频域喷吹音频信号、频域关闭响应音频信号以及频域底噪核验音频信号；
将所述频域底噪音频信号、所述频域开启响应音频信号、所述频域喷吹音频信号、所述频域关闭响应音频信号以及所述频域底噪核验音频信号中预设频率范围内的信号进行傅里叶逆变换，得到所述降噪后的底噪音频信号、所述降噪后的开启响应音频信号、所述降噪后的喷吹音频信号、所述降噪后的关闭响应音频信号以及所述降噪后的底噪核验音频信号。
4.根据权利要求1所述的电磁阀故障检测方法，其特征在于，所述根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障，包括：
获取所述待测电磁阀所处环境的信噪比；
确定所述底噪音频信号振幅平均值与所述信噪比的第一乘积；
确定所述底噪核验音频信号振幅平均值与所述信噪比的第二乘积；
确定所述关闭响应音频信号振幅平均值与所述信噪比的第三乘积；
根据所述第一乘积与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生堵塞型故障；
根据所述第二乘积与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生长喷型故障；
根据所述第一乘积与所述开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障；
根据所述第三乘积与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
5.根据权利要求1所述的电磁阀故障检测方法，其特征在于，所述根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障，包括：
获取所述电磁阀的振幅增加值，所述振幅增加值用于指示电磁阀发生喷吹时的振幅相对于电磁阀不发生喷吹时的振幅增加值；
获取预设参数与所述电磁阀的振幅增加值的乘积，得到电磁阀增加参考值；
根据所述底噪音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生堵塞型故障；
根据所述底噪核验音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生长喷型故障；
根据所述底噪音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述开启响应音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生开启不灵敏型故障；
根据所述关闭响应音频信号振幅平均值与所述电磁阀增加参考值之和与所述喷吹音频信号振幅平均值的比较结果，确定所述待测电磁阀是否发生关闭不灵敏型故障。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电磁阀故障检测方法，其特征在于，所述接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号之前，所述方法还包括：
获取所述待测电磁阀的所述喷吹周期内的所述待测电磁阀的喷吹时间段，所述待测电磁阀的喷吹时间段的开始时刻为第一时刻，所述待测电磁阀的喷吹时间段的结束时刻为第二时刻，其中，所述喷吹周期包括：等待期、开阀响应期、喷吹期、关阀响应期，冷却期；所述电磁阀的喷吹时间段包括：所述开阀响应期以及所述喷吹期之和，所述开阀响应期的开始时刻为所述第一时刻，所述喷吹期的结束时刻为所述第二时刻；
根据所述第一时刻、所述第二时刻以及所述喷吹周期，确定所述第一时间段、所述第二时间段、所述第三时间段、所述第四时间段以及所述第五时间段。
7.一种电磁阀故障检测装置，其特征在于，包括：
音频信号获取模块，用于接收拾音装置发送的在第一时间段采集的待测电磁阀的底噪音频信号、在第二时间段采集的待测电磁阀的开启响应音频信号、在第三时间段采集的待测电磁阀的喷吹音频信号、在第四时间段采集的待测电磁阀的关闭响应音频信号以及在第五时间段采集的待测电磁阀的底噪核验音频信号，其中，所述第一时间段处于所述待测电磁阀的喷吹周期的等待期内，所述第二时间段、所述第三时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的喷吹期内，所述第四时间段、所述第五时间段均处于所述待测电磁阀的喷吹周期的冷却期内；
故障确定模块，用于根据所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号，确定所述待测电磁阀是否存在故障；
故障确定模块具体还用于，分别对所述底噪音频信号、所述开启响应音频信号、所述喷吹音频信号、所述关闭响应音频信号以及所述底噪核验音频信号进行信号处理，得到底噪音频信号振幅平均值、开启响应音频信号振幅平均值、喷吹音频信号振幅平均值、关闭响应音频信号振幅平均值以及底噪核验音频信号振幅平均值；根据所述底噪音频信号振幅平均值、所述开启响应音频信号振幅平均值、所述喷吹音频信号振幅平均值、所述关闭响应音频信号振幅平均值以及所述底噪核验音频信号振幅平均值，确定所述待测电磁阀是否存在故障。
8.一种电磁阀故障检测系统，其特征在于，所述电磁阀故障检测系统包括：待测电磁阀、拾音装置、运算设备，所述拾音装置预先设置于待测电磁阀上，所述运算设备与所述拾音装置通信连接；
所述运算设备包括处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述运算设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-6任一项所述的电磁阀故障检测方法；
所述拾音装置用于对所述待测电磁阀喷吹周期内的第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段以及第五时间段内的待测电磁阀进行声音采集，得到底噪音频信号、开启响应音频信号、喷吹音频信号、关闭响应音频信号以及底噪核验音频信号，并发送至所述运算设备。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的电磁阀故障检测方法的步骤。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577133B1 (en) * 1998-07-20 2003-06-10 Kelsey-Hayes Company Inductive measurement of armature travel within a solenoid valve
CN107808501A (zh) * 2017-09-27 2018-03-16 云南大红山管道有限公司 奇好泵单向阀音频检测报警系统及方法
CN111337242A (zh) * 2020-05-20 2020-06-26 天津美腾科技股份有限公司 喷吹设备检测方法及物料分选系统
CN111404497A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 上海艾为电子技术股份有限公司 一种数字音频功率放大器
CN112067283A (zh) * 2020-09-16 2020-12-11 浙江工业大学 一种基于声音功率谱的调节阀气蚀诊断系统及其诊断方法
CN112361067A (zh) * 2020-10-13 2021-02-12 汉威科技集团股份有限公司 一种电磁阀状态检测方法、状态检测装置及电磁阀
CN112863546A (zh) * 2021-01-21 2021-05-28 安徽理工大学 音频特征决策的带式运输机健康分析方法
CN113297922A (zh) * 2021-04-30 2021-08-24 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种高压开关柜故障诊断方法、装置及存储介质
CN113447260A (zh) * 2021-06-21 2021-09-28 昆明理工大学 一种基于在线的无损单向阀故障检测系统及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110763493A (zh) * 2018-07-27 2020-02-07 珠海格力电器股份有限公司 一种故障类型的确定方法及装置
CN113329315B (zh) * 2021-05-24 2022-11-11 歌尔股份有限公司 音频播放设备的检测方法、装置、设备及存储介质

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577133B1 (en) * 1998-07-20 2003-06-10 Kelsey-Hayes Company Inductive measurement of armature travel within a solenoid valve
CN107808501A (zh) * 2017-09-27 2018-03-16 云南大红山管道有限公司 奇好泵单向阀音频检测报警系统及方法
CN111404497A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 上海艾为电子技术股份有限公司 一种数字音频功率放大器
CN111337242A (zh) * 2020-05-20 2020-06-26 天津美腾科技股份有限公司 喷吹设备检测方法及物料分选系统
CN112067283A (zh) * 2020-09-16 2020-12-11 浙江工业大学 一种基于声音功率谱的调节阀气蚀诊断系统及其诊断方法
CN112361067A (zh) * 2020-10-13 2021-02-12 汉威科技集团股份有限公司 一种电磁阀状态检测方法、状态检测装置及电磁阀
CN112863546A (zh) * 2021-01-21 2021-05-28 安徽理工大学 音频特征决策的带式运输机健康分析方法
CN113297922A (zh) * 2021-04-30 2021-08-24 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种高压开关柜故障诊断方法、装置及存储介质
CN113447260A (zh) * 2021-06-21 2021-09-28 昆明理工大学 一种基于在线的无损单向阀故障检测系统及方法

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