CN202075033U - 基于虚拟仪器的爆震音频识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，属于电子技术领域。它解决了现有的爆震判定设备结构复杂，难以实施，准确度不高，成本较高的问题。本基于虚拟仪器的爆震音频识别系统包括声音信号采集模块、滤波单元、线性拟合单元、取样单元、第一电平测量单元、第二电平测量单元、相减单元和继电器，滤波单元能够将环境噪音等杂音去除，线性拟合单元用于将采集到的信号进行修整，取样单元用于采集发动机工作时的信号，相减单元实质上设置了爆震音频的阈值，使得发生爆震时的信号能够被稳定地输出。本基于虚拟仪器的爆震音频识别系统设计合理，结构简单，易于实施，充分利用现有设备，成本较低。

Description

基于虚拟仪器的爆震音频识别系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其是涉及一种基于虚拟仪器的爆震音频识别系统。

背景技术

在没有专业的爆震检测仪器的情况下，想要判断是否发生爆震的一般做法是通过音箱将发动机震动的声音传出来，然后听是否有“嗒嗒”声。但是，毕竟人耳的分辨率有限且易受到环境噪音的干扰，很难准确的听出是否发生了爆震，准确性得不到保证。长时间用耳听也会对人的听觉造成影响。因此借助设备来判断是否发生爆震即成为急需解决的技术问题。

为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种用于内燃机的爆震判定设备和爆震判定方法[申请号：CN200880018038.4]，发动机ECU执行程序，该程序包括以下步骤：检测发动机的振动的强度；基于强度检测发动机的振动波形；在发动机速度小于阈值的情况下，使用每个均为通过从爆震波形模型的强度减去正的基准值确定的各个值之和作为爆震波形模型的面积来计算相关系数，在发动机速度不小于阈值的情况下，使用爆震波形模型的整个面积来计算相关系数；并且使用相关系数来判定是否已经发生爆震。通过将每个均为振动波形的强度和爆震波形模型的强度之差的各个差的和除以面积来计算相关系数。还有人发明了一种用于内燃机的爆震判定设备[申请号：CN200680024152.9]，发动机ECU200包括带通滤波器1、带通滤波器2和带通滤波器3。带通滤波器1从爆震传感器检测到的振动中仅仅提取出第一频带A的振动。带通滤波器2从爆震传感器检测到的振动中仅仅提取出第二频带B的振动。带通滤波器3从爆震传感器检测到的振动中仅仅提取出第三频带C的振动。第一至第三频带A-C的带宽相同。发动机ECU计算这些频带的合成波形中振动大小的峰值，并基于峰值判定是否发生爆震。

上述方案虽然在一定程度上方便了爆震的检测，但是仍然存在着结构复杂，难以实施，准确度不高，且需要增加大量设备，成本较高等技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，易于实施，充分利用现有设备，成本较低的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，本系统包括声音信号采集模块，在声音信号采集模块上连接有滤波单元，所述的滤波单元上连接有线性拟合单元和取样单元，所述的线性拟合单元上连接有第一电平测量单元，所述的取样单元上连接有第二电平测量单元，所述的第一电平测量单元和第二电平测量单元均与能够使超过设定电平的信号输出的相减单元相连接，所述的相减单元和第二电平测量单元均与能够将发生爆震和没有发生爆震的电平信号进行比较的比较单元相连接，所述的比较单元上连接有继电器，在继电器上连接有当比较单元识别出爆震时能够产生使继电器工作的阶跃信号的信号发生单元，所述的继电器上连接有能够显示爆震发生波形图的第一示波单元。

滤波单元能够将环境噪音等杂音去除，线性拟合单元用于将采集到的信号进行修整，取样单元用于采集发动机工作时的信号。相减单元实质上设置了爆震音频的阈值，使得发生爆震时的信号能够被稳定地输出。

在上述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统中，所述的相减单元上连接有能够显示声音信号波形的第二示波单元。

本实用新型采用了第一示波单元和第二示波单元同时进行显示，从而便于直观地进行观察、判断和分析。

在上述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统中，所述的声音信号采集模块为设于计算机上的声卡。本系统采用现有的计算机设备，方便地实现了爆震音频识别，因此易于实施。

在上述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统中，所述的滤波单元为能够将低于设定频率的声音信号过滤的高通滤波单元。

在上述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统中，所述的第一示波单元和第二示波单元均为电脑显示器。

在上述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统中，所述的第一示波单元包括第一显示屏，所述的第二示波单元包括第二显示屏，所述的第一显示屏和第二显示屏集成在同一显示器上。

与现有的技术相比，本基于虚拟仪器的爆震音频识别系统的优点在于：设计合理，结构简单，易于实施，能够方便地与现有设备结合，成本较低，爆震音频识别时直观方便，具有良好的可操作性，并且检测精度高，工作稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构框图。

图中，声音信号采集模块1、滤波单元2、线性拟合单元3、取样单元4、第一电平测量单元5、第二电平测量单元6、相减单元7、比较单元8、继电器9、信号发生单元10、第一示波单元11、第二示波单元12。

具体实施方式

如图1所示，本基于虚拟仪器的爆震音频识别系统包括声音信号采集模块1，在声音信号采集模块1上连接有滤波单元2。声音信号采集模块1为设于计算机上的声卡。滤波单元2为能够将低于设定频率的声音信号过滤的高通滤波单元。滤波单元2上连接有线性拟合单元3和取样单元4，线性拟合单元3上连接有第一电平测量单元5。取样单元4上连接有第二电平测量单元6，第一电平测量单元5和第二电平测量单元6均与能够使超过设定电平的信号输出的相减单元7相连接。相减单元7和第二电平测量单元6均与能够将发生爆震和没有发生爆震的电平信号进行比较的比较单元8相连接，比较单元8上连接有继电器9。在继电器9上连接有当比较单元8识别出爆震时能够产生使继电器9工作的阶跃信号的信号发生单元10，所述的继电器9上连接有能够显示爆震发生波形图的第一示波单元11。相减单元7上连接有能够显示声音信号波形的第二示波单元12。

本实用新型使用现有计算机自带的声卡作为声音信号采集模块1，通过对采集到的信号进行分析和处理，并将结果以图形的方式在第一示波单元11和第二示波单元12上显示出来。这里的第一示波单元11和第二示波单元12可以为计算机屏幕(即虚拟屏幕)，也可以是与计算机分体设置的显示屏。即第一示波单元11和第二示波单元12均为电脑显示器；或者第一示波单元11包括第一显示屏，所述的第二示波单元12包括第二显示屏，所述的第一显示屏和第二显示屏集成在同一显示器上。

本实用新型充分利用计算机现有的硬件资源，无需额外添加其他硬件即可通过声音测量和分析爆震的音频信号，因此极大地降低了硬件成本。本实用新型对声卡采集到的音频进行高通滤波后，与没有发生爆震的音频进行相关处理，进而得到相应的爆震波形图，再通过虚拟示波器将其显示在电脑屏幕上，用以判断是否发生了爆震。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了声音信号采集模块1、滤波单元2、线性拟合单元3、取样单元4、第一电平测量单元5、第二电平测量单元6、相减单元7、比较单元8、继电器9、信号发生单元10、第一示波单元11、第二示波单元12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，本系统包括声音信号采集模块(1)，在声音信号采集模块(1)上连接有滤波单元(2)，所述的滤波单元(2)上连接有线性拟合单元(3)和取样单元(4)，所述的线性拟合单元(3)上连接有第一电平测量单元(5)，所述的取样单元(4)上连接有第二电平测量单元(6)，所述的第一电平测量单元(5)和第二电平测量单元(6)均与能够使超过设定电平的信号输出的相减单元(7)相连接，所述的相减单元(7)和第二电平测量单元(6)均与能够将发生爆震和没有发生爆震的电平信号进行比较的比较单元(8)相连接，所述的比较单元(8)上连接有继电器(9)，在继电器(9)上连接有当比较单元(8)识别出爆震时能够产生使继电器(9)工作的阶跃信号的信号发生单元(10)，所述的继电器(9)上连接有能够显示爆震发生波形图的第一示波单元(11)。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，所述的相减单元(7)上连接有能够显示声音信号波形的第二示波单元(12)。

3.根据权利要求1或2所述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，所述的声音信号采集模块(1)为设于计算机上的声卡。

4.根据权利要求1或2所述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，所述的滤波单元(2)为能够将低于设定频率的声音信号过滤的高通滤波单元。

5.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，所述的第一示波单元(11)和第二示波单元(12)均为电脑显示器。

6.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的爆震音频识别系统，其特征在于，所述的第一示波单元(11)包括第一显示屏，所述的第二示波单元(12)包括第二显示屏，所述的第一显示屏和第二显示屏集成在同一显示器上。

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