CN206450418U - 基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱 - Google Patents

Abstract

基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，涉及声学传感器的保护领域。本实用新型是为了解决现有缺少在不影响声场采集的情况下，对声学传感器进行保护的装置问题。保护箱底座上安有声学传感器安装架，用于安装声学传感器，保护箱上盖将保护箱底座的上表面、声学传感器安装架和声学传感器盖在内，且保护箱底座的一端与保护箱上盖的一端连接，保护箱上盖内有隔板，且保护箱底座的另一端通过隔板与保护箱上盖的顶端连接，隔板上开有声场调节孔，保护箱上盖的一端的端面为上斜坡结构，保护箱上盖的另一端的端面为下斜坡结构，在下斜坡结构上开有声音信号采集窗，声音信号采集窗与声场调节孔相对应。用于不影响声场下，对声学传感器保护。

Description

基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱

技术领域

本实用新型涉及基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱。属于声学传感器的保护领域。

背景技术

HTK-16A型滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统TADS是地对车安全检测系统5T的重要设备，其采用声学诊断技术和计算机网络技术，通过对运行中货车轴承噪声信号的采集和分析，识别轴承的工作状态，可对轴承进行早期故障诊断，在热轴之前发现故障。该系统是一种网络化的安全检测系统，其预报结果依赖于探测站采集数据的有效性。HTK-16A系统探测站数据准确性将直接影响故障轴承最终的预警结果。

HTK-16A型滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的信号采集依赖于声学传感器。传感器属于精密电气设备，其工作环境要求较高。在防尘、防潮方面的要求很高。在列车经过时，要求其采集声场尽量开放。所以对阵列箱体的声学性能要求极高。要求其在无过车的情况下保持传感器的干燥、洁净。在列车经过的过程中，保持声学传感器的采集声场完整，不受其他的噪音干扰。

现有的其它检测系统的保护箱体，通常尺寸在1米以上，现场的安装与调试非常不便。对于铁路施工时间窗口短暂的特点不能良好适应。安装的过程通常要分为几次天窗时段才能完成。并且现有的采用声音反射方式的信号采集系统，需要通过反射装置，将声音信号进行反射，重新聚焦。在反射的过程中，信号会出现衰减、重叠等情况。焦点的位置也可能随气温的变化而改变。采集到的声音会产生强度上的漂移。对于声音信号的稳定不利。

实用新型内容

本发明是为了解决现有缺少在不影响声场采集的情况下，对声学传感器进行保护的装置问题。现提供基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱。

基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，它包括保护箱底座、保护箱上盖、声学传感器安装架、声学传感器、声场调节孔和声音信号采集窗，

保护箱底座为长方体结构，该保护箱底座的两侧分别固定连接有两个耳型连接件，螺栓通过该耳型连接件将保护箱底座安装在铁轨两侧的阵列支架上，

保护箱底座上安装有声学传感器安装架，声学传感器安装在声学传感器安装架上，

保护箱上盖将保护箱底座的上表面、声学传感器安装架和声学传感器盖在内，且保护箱底座的一端与保护箱上盖的一端连接，

保护箱上盖内设置有隔板，且保护箱底座的另一端通过隔板与保护箱上盖的顶端连接，

隔板上开有声场调节孔，该声场调节孔的中心轴线指向轴承的中心，根据声场调节孔的孔径大小，能够用来控制声学传感器采集到的音量和声音的频率，

保护箱上盖的一端的端面为上斜坡结构，保护箱上盖的另一端的端面为下斜坡结构，在该下斜坡结构上开设有声音信号采集窗，

声学传感器、声音信号采集窗的窗口和声场调节孔的孔径位于同一水平线上，

声音信号采集窗，用于将声音传播出去，供外部设备采集声音信号。

本实用新型的有益效果为：

整个声学阵列箱通过保护箱底座的耳型连接件安装在铁轨两侧的阵列支架上，整个声学阵列箱既能对为声学传感器提供保护，又能够对信号线缆提供绑束与保护，该声学阵列箱内设置有隔板，隔板上开有声场调节孔，声学传感器采集的声音信号依次通过隔板上的声场调节孔和保护箱上盖另一端的端面上开设的声音信号采集窗传播出去，供外部设备采集声场；通过设置不同声场调节孔的孔径面积，可以控制采集到的音量和声音频率，可提高信噪比和抑制过载音量。

将保护箱上盖的两端的端面分别设置为上斜坡结构和下斜坡结构，该结构能够对外来的石子等的冲击起到防护作用，并且上斜坡结构和下斜坡结构的设计为雨、雪自排型。

声学传感器、声音信号采集窗的窗口和声场调节孔的孔径位于同一水平线上，这样设置能够保证声音信号能够直接被采集，保证声音信号的稳定性。

本实用新型的优点：

1、减小了箱体的外观尺寸，降低了箱体的整备重量。降低了安装与施工的难度。

2、外观的坡沿设计为雨、雪自排型。

3、整体上盖设计增强了防尘功能。为声学传感器提供清洁的工作环境。

4、整体保护箱底座与分体保护箱的结合，易于设备校准。

5、通过标定系统，对保护箱的声学特性进行了量化指标测量。建立了一套完整的标定方式。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱的整体结构图；

图2为图1的右视图；

图3为保护箱底座的结构示意图；

图4为具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱的立体结构图；

图5为具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱的声场范围示意图；

图6为声学测试对比图，附图标记8表示采用本实用新型的声学阵列箱采集的声音信号的频率曲线图，附图标记9表示采用现有的结构采集声音信号的频率的曲线图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图5具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，它包括保护箱底座1、保护箱上盖2、声学传感器安装架3、声学传感器4、声场调节孔5和声音信号采集窗6，

保护箱底座1为长方体结构，该保护箱底座1的两侧分别固定连接有两个耳型连接件，螺栓通过该耳型连接件将保护箱底座1安装在铁轨两侧的阵列支架上，

保护箱底座1上安装有声学传感器安装架3，声学传感器4安装在声学传感器安装架3上，

保护箱上盖2将保护箱底座1的上表面、声学传感器安装架3和声学传感器4盖在内，且保护箱底座1的一端与保护箱上盖2的一端连接，

保护箱上盖2内设置有隔板7，且保护箱底座1的另一端通过隔板7与保护箱上盖2的顶端连接，

隔板7上开有声场调节孔5，该声场调节孔5的中心轴线指向轴承的中心，根据声场调节孔5的孔径大小，能够用来控制声学传感器4采集到的音量和声音的频率，

保护箱上盖2的一端的端面为上斜坡结构，保护箱上盖2的另一端的端面为下斜坡结构，在该下斜坡结构上开设有声音信号采集窗6，

声音信号采集窗6与声场调节孔5相对应，

声音信号采集窗6，用于将声音传播出去，供外部设备采集声音信号。

本实施方式中，在保护箱上盖上还开设有声学线缆走线孔，声学线缆走线孔，是信号线缆的走线通道，为工装制定的。

声学传感器4采集的声音信号，经过声场调节孔5控制采集到的音量和声音频率，从而提高信噪比和抑制过载音量，然后在经过声音信号采集窗6传播出去。

本实施方式中，上斜坡结构由两个侧边组成，一个侧边的一端与保护箱底座1垂直连接，一个侧边的另一端与另一个侧边的一端连接，另一个侧边从下至上成渐窄的斜坡状；

下斜坡结构由两个侧边组成，其中一个侧边的一端与保护箱上盖2顶边的一端连接，且一个侧边从保护箱上盖2顶边开始成向外的斜坡状，一个侧边的另一端与另一个侧边的一端连接，另一个侧边从上至下成渐窄的下斜坡状。该结构能够对外来的石子等的冲击起到防护作用。上斜坡结构和下斜坡结构能够防止雨、雪的掩盖，雨、雪能够通过箱体两侧的斜坡结构，进行自动滑落，具有自排雨、雪的作用。

通过声学测量的专业机构，对声学传感器保护箱进行了采集效果测试，测试结果为：采用本实用新型的声学阵列箱进行声音信号采集的声音评测跟随效果明显、低频屏蔽效果理想。测试的曲线图如图6所示。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱作进一步说明，本实施方式中，声音信号采集窗6和声场调节孔5均为矩形窗。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱作进一步说明，本实施方式中，它还包括橡胶垫圈，橡胶垫圈设置在保护箱底座1和保护箱上盖2的连接处。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱作进一步说明，本实施方式中，声场调节孔5的孔径小于声音信号采集窗6的窗口。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱作进一步说明，本实施方式中，它还包括吸音棉层，吸音棉层设置在保护箱上盖2的内壁上。

本实施方式中，吸音棉层，用于对特定频率的噪音具有降噪的作用。

Claims (5)

1.基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，其特征在于，它包括保护箱底座(1)、保护箱上盖(2)、声学传感器安装架(3)、声学传感器(4)、声场调节孔(5)和声音信号采集窗(6)，

保护箱底座(1)为长方体结构，该保护箱底座(1)的两侧分别固定连接有两个耳型连接件，螺栓通过该耳型连接件将保护箱底座(1)安装在铁轨两侧的阵列支架上，

保护箱底座(1)上安装有声学传感器安装架(3)，声学传感器(4)安装在声学传感器安装架(3)上，

保护箱上盖(2)将保护箱底座(1)的上表面、声学传感器安装架(3)和声学传感器(4)盖在内，且保护箱底座(1)的一端与保护箱上盖(2)的一端连接，

保护箱上盖(2)内设置有隔板(7)，且保护箱底座(1)的另一端通过隔板(7)与保护箱上盖(2)的顶端连接，

隔板(7)上开有声场调节孔(5)，该声场调节孔(5)的中心轴线指向轴承的中心，根据声场调节孔(5)的孔径大小，能够用来控制声学传感器(4)采集到的音量和声音的频率，

保护箱上盖(2)的一端的端面为上斜坡结构，保护箱上盖(2)的另一端的端面为下斜坡结构，在该下斜坡结构上开设有声音信号采集窗(6)，

声学传感器、声音信号采集窗(6)的窗口和声场调节孔(5)的孔径位于同一水平线上，

声音信号采集窗(6)，用于将声音传播出去，供外部设备采集声音信号。

2.根据权利要求1所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，其特征在于，声音信号采集窗(6)和声场调节孔(5)均为矩形窗。

3.根据权利要求1所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，其特征在于，它还包括橡胶垫圈，橡胶垫圈设置在保护箱底座(1)和保护箱上盖(2)的连接处。

4.根据权利要求1所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，其特征在于，声场调节孔(5)的孔径小于声音信号采集窗(6)的窗口。

5.根据权利要求1所述的基于滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统的单体声学阵列箱，其特征在于，它还包括吸音棉层，吸音棉层设置在保护箱上盖(2)的内壁上。