CN207198617U - 一种风扇噪音监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于智能设备的风扇噪音监控装置。该风扇噪音监控装置包括具有风扇组件的散热模块；麦克风，用于采集风扇组件及环境所产生的声音信号；声音分析处理模块，接收麦克风传送的声音信号，对声音信号与一设定阈值进行比较；设备控制模块，接收声音分析处理模块传送的在一设定时间周期内的数字信号与设定阈值的比较结果，根据比较结果来关闭散热模块和/或通知服务人员对风扇组件进行维修。本实用新型提出的一种风扇噪音监控装置，能及时对风扇组件及环境噪音进行监测，对处于异常状态的散热模块进行关闭，提升智能设备的运行效率。

Description

一种风扇噪音监控装置

技术领域

本实用新型涉及物联网领域，尤其涉及一种适用于智能设备的风扇噪音监控装置。

背景技术

很多大功率智能设备如投影仪等需配备散热模块，而风扇组件又是散热模块的中枢，因此风扇组件的安全可靠性及稳定运行是风扇组件及整个智能设备散热设计的重点。

如果智能设备的安装环境特殊，如安装于运营车辆内，那么设备一旦安装，便很难对设备进行及时的检查及维护，同时由于车辆运行环境的特殊性，各种路况引起车辆的颠簸及高温、潮湿环境也容易造成风扇组件等的损坏，导致风扇组件出现异常状态，同时由于灰尘等的侵入，风扇组件内累计灰尘后也容易导致出现异常状态。

处于上述异常状态的风扇组件，一般其运行噪音会很大，过大的噪音会影响车内人员的情绪产生不良影响，严重时甚至影响司机行车安全。如何对处于异常状态的风扇组件进行关闭，并通知相关服务人员进行现场维护是需要解决的问题。

一般汽车厂家都对车内噪音有特定要求，例如在车窗门关闭的情况下，一般车内噪音通常在40～60dB之间，而人体对不同分贝数的噪音有不同的感受，一般当噪音在40～60dB之间时，人体感受一般；当噪音在60～70dB时人体会感受到吵闹并有损神经；当噪音在70～90dB之间时，人体会感受到很吵，且神经细胞会受到破坏。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型提出了一种适用于智能设备的风扇噪音监控装置，能及时对风扇组件及环境噪音进行监测，对处于异常状态的智能设备进行关闭，提升智能设备的运行效率。

具体地，本实用新型提出了一种风扇噪音监控装置,适用于智能设备，包括，

散热模块，包括风扇组件；

麦克风，用于采集所述风扇组件及环境所产生的声音信号；

声音分析处理模块，接收所述麦克风传送的所述声音信号，对所述声音信号与一设定阈值进行比较；

设备控制模块，接收所述声音分析处理模块传送的在一设定时间周期内的所述声音信号与设定阈值的比较结果，根据所述比较结果来关闭所述散热模块和/或通知服务人员对所述智能设备进行维修。

根据本实用新型的一个实施例，所述声音分析处理模块包括判断模块，所述判断模块将所述声音信号的波形与所述设定阈值进行比较，所述设定阈值为一预制波形。

根据本实用新型的一个实施例，所述声音分析处理模块包括模数转换模块和判断模块，所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，所述判断模块用于对所述数字信号与一设定阈值进行比较。

根据本实用新型的一个实施例，所述设定阈值范围是40dB～90dB。

根据本实用新型的一个实施例，所述麦克风为引线式、贴片式或压接式。

根据本实用新型的一个实施例，还包括云端控制模块，所述设备控制模块能记录所述声音分析处理模块在所述设定时间周期内的声音信号，并将其上传至所述云端控制模块，所述云端控制模块分析所述声音信号，并通过所述设备控制模块来关闭所述散热模块，同时所述云端控制模块通知服务人员对所述智能设备进行维修。

根据本实用新型的一个实施例，所述云端控制模块具有报警功能。

根据本实用新型的一个实施例，所述云端控制模块对所述声音信号进行频率分析，判断所述风扇组件是否处于异常状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述风扇组件采用套筒轴承和滚珠轴承中的任一种或其组合。

根据本实用新型的一个实施例，所述风扇组件包括电机和扇叶，所述风扇组件通过所述电机来带动所述扇叶旋转，能带走所述智能设备产生的热量。

本实用新型提供的一种风扇噪音监控装置，通过麦克风和声音分析处理模块对风扇组件即环境噪音进行实时监测，能对处于异常状态的风扇组件进行关闭，提升智能设备的运行效率。

应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1示出了本实用新型的风扇噪音监控装置的结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1示出了本实用新型的风扇噪音监控装置的结构示意图。如图所示，一种适用于智能设备的风扇噪音监控装置100包括散热模块110、麦克风120、声音分析处理模块130和设备控制模块140。

其中，散热模块110包括风扇组件111。容易理解的风扇组件111具有散热功能，通常风扇组件111包括电机和扇叶，通过电机来带动扇叶旋转将智能设备各器件产生的热量带走。在风扇组件111运行过程中会产生噪音，散热扇叶转动所产生的声音大小与电机转速及风扇轴承形式有密切关系，风扇轴承形式是指风冷散热器风扇所使用的轴承类型。在机械工程上，轴承类型非常多，但在散热器产品上使用的轴承类型按照其基本工作原理分类有三种：使用滑动摩擦的套筒轴承和使用滚动磨擦的滚珠轴承以及这两种轴承形式混合这三种。

进一步的，套筒轴承使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，但是该种轴承磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且该种轴承使用时间一长，由于油封的原因(考虑成本因素，一般智能设备的风扇组件会使用普通油封)，润滑剂会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承内部，从而引起扇叶转速变慢，噪音增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成扇叶偏心引发剧烈震动。出现这些现象，要么打开油封加润滑油，要么就只有更换风扇组件。

滚珠轴承采用滚动摩擦的形式，轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心，当扇页或轴心转动时，钢珠即跟着转动。因为都是球体，所以摩擦力较小，且不存在漏油的问题。滚珠轴承的优点是寿命超长抗老化性能好，适合转速较高的风扇组件。缺点是制造成本高，并且在同样的转速水平下噪音大。当风扇组件工作于恶劣环境，例如安装于车辆内时，长时间形式在颠簸环境仍可造成风扇组件的损害，例如扇叶变形与风扇组件外壳发生干涉刮擦，此时也会出现机械故障进而造成噪音异常增大的情况。

回转到图1，麦克风120用于采集风扇组件111及工作环境所产生的噪音，即声音信号。麦克风120收集的是风扇组件111的噪音及环境噪音。通常，人类的听觉范围一般介于20～2000Hz之间，而麦克风120能对此频率范围内的信号进行采集。在一实施例中，麦克风120为引线式，可将麦克风111设置在风扇组件111的附近。在另一实施例中，麦克风120为贴片式，能够被焊接在智能设备的主板上，方便对风扇组件111及工作环境的噪音进行采集。容易理解的，麦克风120还可以是压接式。

声音分析处理模块130接收麦克风120传送的声音信号。声音分析处理模块130对该声音信号与一设定阈值进行比较，如果大于设定阈值，则说明风扇组件111及环境噪音会对使用者产生干扰；如果小于设定阈值，则说明风扇组件111及环境噪音不会对使用者产生干扰。需要说明的是，该设定阈值是根据风扇组件111初始正常运行状态声音叠加环境噪音采集后确定，不同智能设备于不同应用场景的设定阈值会不同。该设定阈值可以是预制波形幅值或数字分贝值。

设备控制模块140接收声音分析处理模块130传送的在一设定时间周期内的声音信号与设定阈值的比较结果，如果在一设定时间周期内风扇组件111及环境噪音大于设定阈值，则采取相应措施。这些措施包括设备控制模块140发送指令来关闭散热模块110及通知服务人员对智能设备包括其上的散热模块110及风扇组件111进行维修，该两种操作方式可以择一进行，也可以同时进行操作。

本实用新型是通过将麦克风120配备在智能设备的风扇组件111周围，对风扇组件111进行噪音监测，设置正常状态风扇组件111噪音设定阈值，麦克风120接收到的声音信号(噪音信号)传送到声音分析处理模块130与设定阈值进行比对，如超过设定阈值，则识别此时风扇组件111已处于异常状态，通过设备控制模块来关闭散热模块110。减少噪音对使用人员的干扰，并可同步可通知售后服务人员现场进行定向维护处理，这种风扇噪音监控装置可及时发现设备存在问题，并可尽快处理，避免因噪音过大带来的客户投诉，提升智能设备的运行效率。

较佳地，声音分析处理模块130包括模数转换模块131和判断模块132。模数转换模块131用于将声音信号由模拟信号转换为数字信号。判断模块132用于对数字信号与一设定阈值进行比较。其中，模数转换模块131将该声音信号由模拟信号转换为数字信号，即转换为数字分贝值，也即噪声声压dB值。一般情况下，人耳可以察觉的音量变化大于3～5dB，如果散热风扇组件111所产生的噪音小于环境背景声压，或是小于环境背景声压加上一调整值(0～5dB)，则对使用者来说，风扇组件111所产生的噪音与背景噪音强度相当，此时使用者不会受到风扇组件111噪音特别的干扰。接着，声音分析处理模块130对该数字信号与一设定阈值进行比较，如果大于设定阈值，则说明风扇组件111及环境噪音会对使用者产生干扰；如果小于设定阈值，则说明风扇组件111及环境噪音不会对使用者产生干扰。需要说明的是，该设定阈值根据风扇组件111初始正常运行状态声音叠加环境噪音采集后确定，不同智能设备于不同应用场景的设定阈值会不同。另外，麦克风120距离风扇组件111的距离可以不同，当距离发生变化时，对应的设定阈值可做对应调整。例如此设定阈值可叠加上一调整值(0～5dB)。

在一实施例中声音分析处理模块130仅包括判断模块132。判断模块132将该声音信号的波形与设定阈值进行比较。此时，设定阈值为一预制波形。当声音信号的波形超过预制波形幅值，即判断此时风扇组件111已处于异常状态，通过设备控制模块来关闭散热模块110和/或通知服务人员对智能设备进行维修。

较佳地，该设定阈值的范围是40dB～90dB。

较佳地，风扇噪音监控装置100还包括云端控制模块150。设备控制模块140能记录声音分析处理模块130在设定时间周期内的声音信号，并将其上传至云端控制模块150。由云端控制模块150分析声音信号，通过人工或专业仪表对声音信号进行频率分析，以确认智能设备的风扇组件111是否处于异常状态。如果判断属于异常状态，云端控制模块150发出指令并通过设备控制模块140来关闭散热模块110。同时云端控制模块150通知服务人员尽快对散热模块110即风扇组件111进行维修。容易理解的，云端控制模块150具有复判作用。例如，设备控制模块140可以对风扇组件111及环境噪音与设定阈值进行比较，如果大于设定阈值，则形成一初期的判断结果。待云端控制模块150对声音信号进行分析判断后，如果确认上述判断结果，则由设备控制模块140关闭散热模块110；如果否定上述判断结果，则设备控制模块140保持风扇组件111运行状态。

更佳地，该云端控制模块150还具有报警功能。

较佳地，设备控制模块140可以关闭散热模块110，也可以关闭智能设备，设备控制模块140也可以通过该设备控制模块140来关闭散热模块110或整个智能设备。云端控制模块150还可以通知售后服务人员回收异常智能设备以进行维护维修。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。

Claims (10)

1.一种风扇噪音监控装置,适用于智能设备，其特征在于：包括，

散热模块，包括风扇组件；

麦克风，用于采集所述风扇组件及环境所产生的声音信号；

声音分析处理模块，接收所述麦克风传送的所述声音信号，对所述声音信号与一设定阈值进行比较；

设备控制模块，接收所述声音分析处理模块传送的在一设定时间周期内的所述声音信号与设定阈值的比较结果，根据所述比较结果来关闭所述散热模块和/或通知服务人员对所述智能设备进行维修。

2.如权利要求1所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述声音分析处理模块包括判断模块，所述判断模块将所述声音信号的波形与所述设定阈值进行比较，所述设定阈值为一预制波形。

3.如权利要求1所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述声音分析处理模块包括模数转换模块和判断模块，所述模数转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，所述判断模块用于对所述数字信号与一设定阈值进行比较。

4.如权利要求3所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述设定阈值范围是40dB～90dB。

5.如权利要求1所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述麦克风为引线式、贴片式或压接式。

6.如权利要求1所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，还包括云端控制模块，所述设备控制模块能记录所述声音分析处理模块在所述设定时间周期内的声音信号，并将其上传至所述云端控制模块，所述云端控制模块分析所述声音信号，并通过所述设备控制模块来关闭所述散热模块，同时所述云端控制模块通知服务人员对所述智能设备进行维修。

7.如权利要求6所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述云端控制模块具有报警功能。

8.如权利要求6所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述云端控制模块对所述声音信号进行频率分析，判断所述风扇组件是否处于异常状态。

9.如权利要求1所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述风扇组件采用套筒轴承和滚珠轴承中的任一种或其组合。

10.如权利要求1所述的风扇噪音监控装置，其特征在于，所述风扇组件包括电机和扇叶，所述风扇组件通过所述电机来带动所述扇叶旋转，能带走所述智能设备产生的热量。